虽然电子的激发实际上比较复杂,电子和电子之间是相关的,而不是彼此孤立的。因此真正严格的说,激发并不是某个电子从某个占据轨道跃迁到另外一个空轨道,而是互相牵连,从一个“多电子”波函数变为另一个“多电子”波函数。
不过在密度泛函里面,一只采用了这种单电子的图像。跃迁的时候,大部分情况都可以认为电子是从某个占据轨道跃迁到某个空轨道。严格一些来说,是这个跃迁,大部分是由某对“占据轨道-空轨道”贡献出来的。有的时候,两对,或多对“占据轨道-空轨道”的贡献都很大。
NTO就是这样一个直观的图像,列出这些“占据轨道-空轨道”对。
最简单的,计算NTO的过程,图示如下:
注意,激发态数目实际上是吸收峰的数目,但是计算的时候,是从最长波区域往短波区域计算。因此,激发态数目影响到短波区域的峰数量、峰形。数目本身不太影响计算效率,但是对内存需求剧烈增加,一般较大的分子无法计算超过100个激发态,否则对内存的需求将达到T的量级。
另外,这里自动勾选了NTO。
即完成提交任务。其它提交任务的方式,参考:正式版的安装、维护与升级
SCM > Output > Response properties > All Singlet-Singlet Excitation Energies:列出的是,考虑相对论对动能修正的S0→Sn激发能。
All SINGLET-SINGLET excitation energies no. E/a.u. E/eV f tau/s Symmetry ------------------------------------------------------------------ 1: 0.10934 2.97528 0.3946E-03 0.6598E-05 A 2: 0.26922 7.32590 0.1491E-01 0.2880E-07 A 3: 0.28428 7.73557 0.3705E-01 0.1039E-07 A 4: 0.30463 8.28951 0.8380E-01 0.4002E-08 A 5: 0.32955 8.96739 0.1096E-02 0.2616E-06 A 6: 0.37243 10.13429 0.3353E-01 0.6693E-08 A 7: 0.37852 10.29996 0.6320E-01 0.3437E-08 A 8: 0.38855 10.57294 0.1743 0.1183E-08 A 9: 0.45347 12.33957 0.4098E-01 0.3693E-08 A 10: 0.46261 12.58820 0.8053E-03 0.1806E-06 A 11: 0.47333 12.88010 0.6945E-01 0.2000E-08 A 12: 0.49847 13.56412 0.2886 0.4340E-09 A 13: 0.53178 14.47059 0.1147 0.9594E-09 A 14: 0.53272 14.49599 0.8933E-01 0.1228E-08 A 15: 0.55287 15.04444 0.5686 0.1791E-09 A 16: 0.58911 16.03042 0.3237E-01 0.2770E-08 A 17: 0.60094 16.35243 0.2046 0.4211E-09 A 18: 0.60750 16.53086 0.6747E-01 0.1250E-08 A 19: 0.66207 18.01588 0.2507E-02 0.2833E-07 A 20: 0.67037 18.24167 0.4019E-01 0.1723E-08 A 21: 0.67698 18.42151 0.1703 0.3987E-09 A 22: 0.68760 18.71065 0.1523 0.4321E-09 A 23: 0.70768 19.25687 0.3415E-01 0.1820E-08 A 24: 0.74083 20.15903 0.7853E-01 0.7222E-09 A 25: 0.74610 20.30245 0.1497 0.3735E-09 A 26: 0.74979 20.40271 0.1816E-01 0.3049E-08 A 27: 0.75642 20.58324 0.6734E-02 0.8078E-08 A 28: 0.76450 20.80319 0.1216 0.4381E-09 A 29: 0.78940 21.48066 0.3520 0.1419E-09 A 30: 0.80865 22.00451 0.7365E-01 0.6463E-09 A 31: 0.80921 22.01986 0.2721E-01 0.1747E-08 A 32: 0.81757 22.24708 0.2733E-01 0.1704E-08 A 33: 0.83663 22.76598 0.1091 0.4074E-09 A 34: 0.84631 23.02926 0.2748 0.1581E-09 A 35: 0.86611 23.56807 0.9401E-01 0.4413E-09 A 36: 0.87667 23.85528 0.4246E-01 0.9539E-09 A 37: 0.89343 24.31139 0.9626E-01 0.4051E-09 A 38: 0.90146 24.52987 0.2821 0.1358E-09 A 39: 0.90821 24.71363 0.2075E-01 0.1818E-08 A 40: 0.92448 25.15629 0.1427 0.2551E-09 A
其中tau为激发态的辐射跃迁寿命,其倒数为辐射跃迁速率
搜索“Transition dipole moments mu”即可看到跃迁偶极矩:
Transition dipole moments mu (x,y,z) in a.u. (weak excitations are not printed) no. E/eV f mu (x,y,z) ------------------------------------------------------------------ 1 2.9753 0.39458E-03 -0.28263E-01 0.51781E-02 0.67731E-01 2 7.3259 0.14910E-01 -0.17423 0.21154 -0.89269E-01 3 7.7356 0.37050E-01 0.16985 -0.31894E-01 -0.40698 4 8.2895 0.83802E-01 0.37937 -0.47989 0.19601 5 8.9674 0.10956E-02 -0.27111E-01 0.49092E-02 0.65020E-01 6 10.134 0.33526E-01 0.13227 -0.23616E-01 -0.34202 7 10.300 0.63202E-01 -0.42592 -0.21085 -0.15681 8 10.573 0.17433 -0.49362 0.60568 -0.25003 9 12.340 0.40979E-01 -0.31573 0.12732 -0.14020 10 12.588 0.80526E-03 0.26635E-01 -0.31257E-02 -0.43495E-01 11 12.880 0.69451E-01 -0.42900 -0.76905E-01 -0.17359 12 13.564 0.28860 0.35822 -0.67421E-01 -0.85767 13 14.471 0.11471 -0.42965 -0.33478 -0.16400 14 14.496 0.89332E-01 -0.19528 0.24022E-01 0.46133 15 15.044 0.56857 -0.81541 0.84508 -0.40438 16 16.030 0.32373E-01 -0.10681 0.20254E-01 0.26573 17 16.352 0.20464 0.28098 -0.48066E-01 -0.65540 18 16.531 0.67475E-01 0.34327 0.16970 0.14134 19 18.016 0.25065E-02 0.29448E-01 -0.56143E-02 -0.69138E-01 20 18.242 0.40195E-01 0.25171 -0.11660 0.11395 21 18.422 0.17034 -0.51211 -0.27961 -0.19231 22 18.711 0.15233 -0.34680 -0.44721 -0.10971 23 19.257 0.34154E-01 -0.10416 0.21926E-01 0.24711 24 20.159 0.78526E-01 0.16950 -0.34800 0.95728E-01 25 20.302 0.14969 0.20968 -0.36124E-01 -0.50563 26 20.403 0.18159E-01 0.16577 -0.42798E-01 0.83762E-01 27 20.583 0.67339E-02 -0.47852E-01 0.11939E-01 0.10450 28 20.803 0.12156 -0.36191 0.28020 -0.17034 29 21.481 0.35200 0.47086 -0.62227 0.24482 30 22.005 0.73645E-01 -0.26663 0.21253 -0.14263 31 22.020 0.27212E-01 -0.10464 0.30719E-01 0.19634 32 22.247 0.27333E-01 0.86244E-01 -0.16641E-01 -0.20599 33 22.766 0.10914 -0.39279 -0.13324 -0.15374 34 23.029 0.27477 -0.26791 0.49629E-01 0.64247 35 23.568 0.94015E-01 0.15508 -0.28167E-01 -0.37146 36 23.855 0.42456E-01 0.20209 0.16315 0.72005E-01 37 24.311 0.96256E-01 0.15432 -0.27833E-01 -0.37016 38 24.530 0.28209 -0.43405 -0.51068 -0.14212 39 24.714 0.20751E-01 0.67960E-01 -0.18013E-01 -0.17126 40 25.156 0.14275 -0.18583 0.31386E-01 0.44283
SCM - Spectra
列表中每一行,对应吸收峰的一个峰,点击将显示该吸收峰的来源,例如上图,表示该吸收峰是8a轨道跃迁到9a轨道。可以通过SCM - level查看能级图对照得到,实际上就是HOMO跃迁到LUMO。
右下角列表中,一般也会列出NTO信息,蓝色的文字可以点开,即显示NTO轨道。