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>)
以<chem>CH2O</chem>为例说明:
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。
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
以<chem>O2</chem>为例进行说明,<chem>O2</chem>的基态为三重态。
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。
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……)。
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:
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。
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