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adf:geooptoftri2019

如何进行三重高激发态(Tn,N>1)的几何结构优化

软件版本为AMS2019.3及之前的版本,AMS2020以后的版本请参考链接:如何进行三重高激发态(Tn,N≥2)的几何结构优化

有两种方式:1)直接优化Tn态(适用于基态为S0的体系);2)先优化T1态,然后优化Tn态(适用于基态为T1的体系,例如<chem>O2</chem>)

一、直接优化Tn态(适用于基态为S0的体系)

以<chem>CH2O</chem>为例说明:

参数设置

注意此时的计算中,基态是单重态,激发态才是三重态,我们是希望通过计算激发态来优化(如果要考虑相对论,但不考虑旋轨耦合,这里可以设置Relativity (ZORA) : Scalar)

选择只计算三重激发态,计算多少个激发态?如果要计算Tn,这里就需要计算比n多的激发态,如果计算T3,这里最好能计算4、5个激发态:

选择要优化哪个激发态,n A表示优化Tn态,例如下图表示优化T3态:

因为我们预先并不知道<chem>CH2O</chem>的T3态有没有对称性,因此和前一种方法一样,取消掉对称性,让程序在没有对称性限制的条件下去优化。更严格而言,应该略微移动原子,在结构上也打破对称性:

保存任务,并提交。

查看优化结果

点击SCM > Movie 可以查看优化完成之后的结构。SCM - Logfile 尾部可以看到该激发态的能量

二、先优化T1态,然后优化Tn态(适用于基态为T1的体系)

以<chem>O2</chem>为例进行说明,<chem>O2</chem>的基态为三重态。

优化T1

将体系设置为三重态,进行普通的结构优化,这实际上就是在做T1的优化,因为能量最低的三重态就是T1,参考:如何进行T1态结构优化中的第一种方法。

优化Tn

基于优化之后的分子结构,计算更高的三重激发态(三重态的高激发态T2、T3、T4……)。

参数设置

说明:(如果要考虑相对论,但不考虑旋轨耦合,这里可以设置Relativity (ZORA) : Scalar)

如果要计算Tn,这里就需要计算比n多的激发态,如果计算T3,这里最好能计算4、5个激发态:由于基态是T1,所以这里必须选择Allowed Only,而不能选择Triplet

同样,这里也不能选择Triplet。

激发态与基态对称性不一定一样,因此建议取消对称性,同时略微移动对称原子,破坏分子本身对称性:

结果查看

SCM - Logfile查看激发态能量的变化:

<Dec08-2019> <13:23:51>  current energy                               -0.08650438 Hartree
<Dec08-2019> <13:23:51>  energy change                      -0.08650438     0.00100000    F
<Dec08-2019> <13:23:51>  constrained gradient max            0.52179199     0.00100000    F
<Dec08-2019> <13:23:51>  constrained gradient rms            0.42060134     0.00066667    F
<Dec08-2019> <13:23:51>  gradient max                        0.52179199
<Dec08-2019> <13:23:51>  gradient rms                        0.42060134
<Dec08-2019> <13:23:51>  cart. step max                      0.05360216     0.01000000    F
<Dec08-2019> <13:23:51>  cart. step rms                      0.04320714     0.00666667    F

……

……

<Dec08-2019> <13:24:28>  current energy                               -0.17321032 Hartree
<Dec08-2019> <13:24:28>  energy change                       0.00001044     0.00100000    T
<Dec08-2019> <13:24:28>  constrained gradient max            0.00053706     0.00100000    T
<Dec08-2019> <13:24:28>  constrained gradient rms            0.00043291     0.00066667    T
<Dec08-2019> <13:24:28>  gradient max                        0.00053706
<Dec08-2019> <13:24:28>  gradient rms                        0.00043291
<Dec08-2019> <13:24:28>  cart. step max                      0.00031760     0.01000000    T
<Dec08-2019> <13:24:28>  cart. step rms                      0.00025601     0.00666667    T

……

<Dec08-2019> <13:24:33>  Excited state energy (ground + excitation energy) for: 1A
<Dec08-2019> <13:24:33>   Excited State Energy:                       -0.17321032 a.u.
<Dec08-2019> <13:24:33>   Excited State Energy:                       -4.71329254 eV
<Dec08-2019> <13:24:33>   Excited State Energy:                     -108.69       kcal/mol

<Dec08-2019> <13:24:28>  GEOMETRY CONVERGED

最后收敛的激发态T2能量:-0.17321032 a.u. = -4.71329254 eV = -108.69 kcal/mol

但是,一定要注意:激发态优化过程中,是否存在势能面的交叉,也就是在SCM - Output,窗口底部输入“Excitation energies E in a.u. and eV”搜索激发能的变化。注意看我们计算的第一激发态T2,是否在过程中,出现与其他激发能差值接近0.1eV的情况,如果出现,则很可能出现了势能面交叉,应该另行考虑。

AMS软件提供免费试用,试用申请方式参见AMS免费试用

adf/geooptoftri2019.txt · 最后更改: 2022/10/31 19:31 由 liu.jun

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