计算方法与如何计算磷光发射谱(计算、实验对比)一致,唯一差别:
第二步中,需要计算S1态的振动频率,计算方法参考:如何进行单重激发态的振动频率计算
假定S1态振动频率计算得到S1_OptFreq.results/adf.rkf
第三步,用S1_OptFreq.results/adf.rkf替换T1_OptFreq.results/adf.rkf即可。
第四步,“S1振动基态”→“S0振动基态”跃迁能是S1态优化之后的S1激发能,即激发态能量相对于基态的能量差值。其中基态能量值,在基态优化与频率计算
这里以蒽为例。
保存(例如命名为s0optfreq)并提交作业。计算完毕,得到S0的能量(SCM → logfile尾部)为$E_{S0}$ = -5.85193730 a.u. 如下所示:
<Jun25-2024> <21:34:09> Bond Energy -5.85193730 a.u. <Jun25-2024> <21:34:09> Bond Energy -159.23931608 eV <Jun25-2024> <21:34:09> Bond Energy -3672.15 kcal/mol
SCM → Spectra可以看到红外谱。
首先微小移动几个H原子的位置,以破坏对称性,得到C1群分子。参数设置如下:
注意激发态的数量不需要计算很多,所以这里设置为4个,也就是最高只计算到S4:
设置要优化哪个激发态?这里是S1,所以指定激发态的编号为A 1:
保存(例如命名为s1optfreq)并提交作业。计算完毕,得到S1态的能量。SCM → logfile,在logfile的中部,找到5个T的位置,如下所示为$E_{S1}$ = -5.73099752 Hartree:
<Jun25-2024> <21:49:14> New Excited State Energy: <Jun25-2024> <21:49:14> current energy -5.73099752 Hartree <Jun25-2024> <21:49:14> energy change -0.00003305 0.00024000 T <Jun25-2024> <21:49:14> constrained gradient max 0.00080420 0.00100000 T <Jun25-2024> <21:49:14> constrained gradient rms 0.00028062 0.00066667 T <Jun25-2024> <21:49:14> gradient max 0.00080420 <Jun25-2024> <21:49:14> gradient rms 0.00028062 <Jun25-2024> <21:49:14> cart. step max 0.00390966 0.01000000 T <Jun25-2024> <21:49:14> cart. step rms 0.00105806 0.00666667 T
$E_{S1}$ - $E_{S0}$ = -5.73099752 + 5.85193730 = 0.12093978 Hartree = 377 nm = 26543 $cm^{-1}$
新建一个AMSinput,不需要建模,参数设置如下:
读取S0的adf.rkf文件: 读取S1的*.results文件夹,并设置Type为Emission:
保存作业并运行,几秒钟后就可以得到结果。SCM → Spectra:
前面已经计算了$E_{S1}$ - $E_{S0}$ = 377 nm = 26543 $cm^{-1}$,所以根据谱的横坐标单位不同,平移 377 nm 或 26543 $cm^{-1}$:
双击横坐标,将单位改为 nm:
峰收到温度影响,一般温度越高峰的展宽越宽。因此酌情增大展宽:
并调整横坐标的范围为200-500nm,得到与实验几乎一致的荧光发射谱(注意我们的计算没有设置溶剂化,因此是气相的。溶剂的设置在s0和s1的计算中,增加moldel → salvation选择溶剂化方法为COSMO,然后选择对应溶剂,设置即完成):