Name: Egzcytoniczne hamiltoniany do obliczania widm absorpcji optycznej i właściwości optoelektronicznych agregatów molekularnych i ciał stałych (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-05-27T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 4 s
Description: Poznaj metodę konstrukcji hamiltonianów egzcytonicznych do obliczania widm absorpcji optycznej i właściwości optoelektronicznych materiałów molekularnych. Protokół redukuje koszty obliczeniowe poprzez analizę pojedynczych molekuł.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Dziękujemy Dr. Andreasowi Tillackowi (Oak Ridge National Laboratory), Dr. Lewisowi Johnsonowi (University of Washington) i Dr. Bruce'owi Robinsonowi (University of Washington) za opracowanie programu do gruboziarnistych symulacji Monte Carlo, który został wykorzystany do wygenerowania struktury układu molekularnego przedstawionego w sekcji Reprezentatywne wyniki. A.A.K. i P.F.G. są wspierane przez nagrodę Collaborative research award przyznawaną przez College of Science, CSU Zatoka Wschodnia. M.H. jest wspierany przez stypendium Forever Pioneer z Center for Student Research, CSU East Bay. C.M.I. i S.S. są wspierane przez Departament Obrony Stanów Zjednoczonych (Propozycja 67310-CH-REP) w ramach Wydziału Materiałów Organicznych Biura Badań Naukowych Sił Powietrznych.

Autorzy nie ujawniają konfliktu interesów.

Przedstawiona tutaj metoda pozwala na wiele dostosowań. Na przykład, możliwa jest modyfikacja parametrów obliczeń DFT i TD-DFT, w tym funkcjonału gęstości, zbioru bazowego i specyficznej definicji atomowych ładunków punktowych.
Zaleca się stosowanie funkcjonałów z korekcją dalekiego zasięgu, takich jak ωB97X, ωB97XD lub ωPBE, w celu uzyskania rozsądnych gęstości przejścia dla przejść o charakterze przeniesienia ładunku. Interesujące może być zbadanie, w jakim stopniu konkretny wybór funkcjonał...

W ciągu ostatnich dwóch dekad ciała stałe i filmy wykonane z zagregowanych cząsteczek organicznych znalazły wiele zastosowań w urządzeniach optoelektronicznych. Urządzenia oparte na takich materiałach posiadają wiele atrakcyjnych właściwości, w tym niewielką wagę, elastyczność, niski pobór energii oraz potencjał do taniej produkcji przy użyciu druku atramentowego. Wyświetlacze oparte na organicznych diodach elektroluminescencyjnych (OLED) zastępują wyświetlacze ciekłokrystaliczne jako standard w telefonach komórkowych, laptopach, telewizorach i innych urządzeniach elektronicznych1,2,3,4. Przewiduje się, że znaczenie diod OLED w zastosowaniach oświetleniowych wzrośnie w nadchodzących latach4. Wydajność organicznych urządzeń fotowoltaicznych stale rośnie, a ostatnio zgłoszono sprawność konwersji mocy powyżej 16% dla organicznych ogniw słonecznych z pojedynczym złączem5. Materiały organiczne mają również potencjał do przełamania innych technologii, takich jak łączność światłowodowa, gdzie ich zastosowanie umożliwia opracowanie modulatorów elektrooptycznych o niezwykle wysokiej szerokości pasma rzędu 15 THz i więcej6,7.
Głównym wyzwaniem w optymalizacji stałych materiałów molekularnych do zastosowań w optoelektronice jest fakt, że ich właściwości zazwyczaj silnie zależą od nanostruktury materiału. Proces produkcji pozwala w pewnym stopniu zdefiniować nanostrukturę materiału poprzez zastosowanie kontrolowanych technik wzrostu, takich jak chemiczne osadzanie z fazy gazowej,8 szablonowanie cząsteczek optycznie aktywnych na innym materiale (np. matrycy polimerowej9,10), wyżarzanie termiczne11,12 itp. Jednak nieuporządkowanie w skali nanometrycznej jest immanentną cechą większości materiałów molekularnych i zazwyczaj nie można go całkowicie wyeliminować. Dlatego zrozumienie, w jaki sposób nieuporządkowanie wpływa na właściwości materiału oraz znalezienie sposobów na jego modyfikację w celu uzyskania optymalnych parametrów, jest niezbędne dla racjonalnego projektowania organicznych materiałów optoelektronicznych.
Stopień nieuporządkowania w materiałach molekularnych jest zazwyczaj zbyt wysoki, aby traktować go jako perturbację periodycznej struktury krystalicznej o strukturze elektronowej, którą można opisać za pomocą teorii pasm. Z drugiej strony, liczba cząsteczek, które muszą zostać uwzględnione w symulacji w celu odwzorowania właściwości materiału masowego lub filmu, jest zbyt duża, aby stosować kwantowochemiczne metody pierwszych zasad, takie jak teoria funkcjonału gęstości (DFT)13,14 oraz zależna od czasu teoria funkcjonału gęstości (TD-DFT)15,16. Cząsteczki organiczne stosowane w optoelektronice zazwyczaj posiadają stosunkowo duże systemy sprzężone π; wiele z nich zawiera również grupy donora i akceptora. Precyzyjne odwzorowanie mechanizmu przeniesienia ładunku w takich cząsteczkach jest niezbędne do obliczenia ich właściwości optoelektronicznych, jednak można to osiągnąć jedynie przy użyciu hybrydowych funkcjonałów z korektą dalekozasięgową w TD-DFT17,18,19,20. Obliczenia z wykorzystaniem takich funkcjonałów skalują się superliniarnie wraz z rozmiarem układu i obecnie są one praktyczne jedynie przy modelowaniu właściwości optoelektronicznych pojedynczych cząsteczek organicznych lub małych agregatów molekularnych, które można opisać przy użyciu nie więcej niż ~104 funkcji bazowych atomowych. Metoda symulacyjna, która potrafiłaby opisać nieuporządkowane materiały składające się z dużej liczby chromoforów, byłaby niezwykle użyteczna w modelowaniu tych układów.
Wielkość oddziaływań międzycząsteczkowych w materiałach molekularnych jest często porównywalna lub mniejsza od rzędu wielkości zmienności parametrów energetycznych (takich jak energie stanów własnych lub energie wzbudzenia) pomiędzy poszczególnymi cząsteczkami tworzącymi materiał. W takich przypadkach modelowanie wieloskalowe jest najbardziej obiecującym podejściem do zrozumienia i optymalizacji właściwości optoelektronicznych dużych, nieuporządkowanych układów molekularnych21,22,23. Podejście to wykorzystuje kwantowochemiczne metody pierwszych zasad (zazwyczaj DFT i TD-DFT) do dokładnego obliczenia właściwości poszczególnych cząsteczek składających materiał. Następnie, wykorzystując parametry obliczone dla pojedynczych cząsteczek, konstruuje się Hamiltonian próbki materiału wystarczająco dużej, aby reprezentowała ona materiał molekularny w objętości (na przykład poprzez zastosowanie okresowych warunków brzegowych). Hamiltonian ten może być następnie wykorzystany do obliczenia parametrów optoelektronicznych dużego agregatu molekularnego, cienkiej warstwy lub materiału molekularnego w objętości.
Modele ekscytonowe są podklasą modeli wielkoskalowych, w których stany wzbudzone materiału molekularnego są reprezentowane w bazie ekscytonów: par elektron-dziura związanych oddziaływaniem kulombowskim24,25. Do modelowania wielu procesów w stanach wzbudzonych wystarczające jest uwzględnienie jedynie ekscytonów Frenkla26, w których elektron i dziura są zlokalizowane na tej samej cząsteczce. W niektórych przypadkach (np. przy modelowaniu separacji ładunku w systemach donora-akceptora) konieczne może być uwzględnienie ekscytonów przeniesienia ładunku, w których elektron i dziura są zlokalizowane na różnych cząsteczkach27,28. Chociaż modele ekscytonowe są modelami wielkoskalowymi, które mogą być parametryzowane wyłącznie za pomocą obliczeń ab initio na pojedynczych cząsteczkach, nadal uwzględniają one oddziaływania międzycząsteczkowe. Dwa główne rodzaje oddziaływań, które mogą być przez nie uwzględnione, to (a) sprzężenia ekscytonowe między cząsteczkami, które określają zdolność ekscytonów do delokalizacji pomiędzy cząsteczkami lub ich transferu, oraz (b) polaryzacja elektrostatyczna gęstości elektronowej cząsteczki wywołana rozkładem ładunku na cząsteczkach otaczających. Wykazaliśmy wcześniej, że oba te czynniki są istotne dla modelowania właściwości optycznych i elektro-optycznych agregatów molekularnych, takich jak widma absorpcji optycznej29 i pierwsze hiperpolaryzowalności30.
W niniejszej pracy przedstawiamy protokół parametryzacji modeli ekscytonowych, które mogą być wykorzystywane do obliczania widm optycznych oraz innych właściwości optoelektronicznych dużych agregatów molekularnych i materiałów molekularnych w objętości. Przyjęto, że hamiltonian ekscytonowy jest hamiltonianem silnego wiązania24,25,
<img alt="Równanie operatora Hamiltonianu, Σεiâi†âi, Σbij(âi†âj+âiâj†), wzór mechaniki kwantowej." src="/files/ftp_upload/60598/60598equ01.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="Równanie 1">
gdzie εi czy energia wzbudzenia jest ith cząsteczka w materiale, bij czy sprzężenie ekscytonowe pomiędzy ith i jth cząsteczki, W treści nie podano tekstu do tłumaczenia. Proszę o dostarczenie materiału źródłowego w języku angielskim.i† i Proszę o podanie tekstu źródłowego do tłumaczenia.i są odpowiednio operatorami kreacji i anihilacji dla stanu wzbudzonego na ith cząsteczka w materiale. Parametry hamiltonianu ekscytonowego wyznacza się za pomocą obliczeń TD-DFT przeprowadzanych dla poszczególnych cząsteczek tworzących materiał. W tych obliczeniach TD-DFT rozkład ładunku na wszystkich pozostałych cząsteczkach w materiale jest reprezentowany przez osadzenie elektrostatyczne ładunków punktowych atomów, aby uwzględnić polaryzację elektrostatyczną gęstości elektronowej cząsteczki. Energie wzbudzeń, εi, dla poszczególnych cząsteczek są pobierane bezpośrednio z wyników obliczeń TD-DFT. Sprzężenia ekscytonowe, bij, między cząsteczkami są obliczane przy użyciu metody sześcianu gęstości przejścia31, przyjmując gęstości przejścia ze stanu podstawowego do stanu wzbudzonego dla oddziałujących cząsteczek z wyników obliczeń TD-DFT w Gaussa32 i poddano obróbce końcowej przy użyciu Multiwfn multifunkcyjny analizator funkcji falowej33W celu symulacji właściwości makroskopowych ciał stałych molekularnych do hamiltonianu można zastosować okresowe warunki brzegowe.
Obecny protokół wymaga, aby użytkownik miał dostęp do programów Gaussian32 oraz Multiwfn33. Protokół został przetestowany przy użyciu programu Gaussian 16, rewizja B1 oraz Multiwfn w wersji 3.3.8, jednak powinien działać również z innymi aktualnymi wersjami tych programów. Ponadto protokół wykorzystuje specjalistyczne narzędzie w języku C++ oraz szereg niestandardowych skryptów w językach Python 2.7 i Bash, których kod źródłowy udostępniono na licencji GNU General Public License (wersja 3) pod adresem https://github.com/kocherzhenko/ExcitonicHamiltonian. Obliczenia powinny być wykonywane na maszynie z systemem operacyjnym z rodziny Unix/Linux.

<table><tbody><tr><td>Gaussian 16, wersja B1</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Multiwfn wersja 3.3.8</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Kolekcja kompilatorów GNU wersja 9.2</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>python 2.7.0</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

egzcytoniczne hamiltoniany do obliczania widm absorpcji optycznej i właściwości optoelektronicznych agregatów molekularnych i ciał stałych

Excitonic Hamiltonians for Calculating Optical Absorption Spectra and Optoelectronic Properties of Molecular Aggregates and Solids

Racjonalne projektowanie nieuporządkowanych agregatów molekularnych i ciał stałych do zastosowań optoelektronicznych opiera się na naszej zdolności do przewidywania właściwości takich materiałów za pomocą metod teoretycznych i obliczeniowych. Jednak duże układy molekularne, w których nieporządek jest zbyt znaczący, aby można go było rozpatrywać w granicy perturbacyjnej, nie mogą być opisane ani przy użyciu podstawowych zasad chemii kwantowej, ani teorii pasm. Modelowanie wieloskalowe jest obiecującym podejściem do zrozumienia i optymalizacji właściwości optoelektronicznych takich systemów. Wykorzystuje metody chemii kwantowej oparte na pierwszych zasadach do obliczania właściwości poszczególnych cząsteczek, a następnie konstruuje modelowe hamiltoniany agregatów molekularnych lub materiałów masowych na podstawie tych obliczeń. W artykule przedstawiono protokół konstruowania ściśle wiążącego hamiltonianu, który reprezentuje stany wzbudzone materiału molekularnego w podstawie ekscytonów Frenckla: par elektron-, które są zlokalizowane na poszczególnych cząsteczkach tworzących materiał. Zaproponowana tutaj parametryzacja hamiltonowska uwzględnia ekscytoniczne sprzężenia między cząsteczkami, a także elektrostatyczną polaryzację gęstości elektronów na cząsteczce przez rozkład ładunku na otaczających cząsteczkach. Takie modelowe hamiltoniany można wykorzystać do obliczania widm absorpcji optycznej i innych właściwości optoelektronicznych agregatów molekularnych i ciał stałych.

W tej sekcji przedstawiamy reprezentatywne wyniki obliczeń widma absorpcji optycznej agregatu sześciu cząsteczek YLD 124, pokazanego na Rysunku 3a, przy czym struktura agregatu została uzyskana z gruboziarnistej symulacji Monte Carlo. YLD 124 jest typowym chromoforem przeniesienia ładunku, składającym się z grupy oddającej elektrony – dietyloaminy z grupami ochronnymi tert-butyldimetylosilylowymi – połączonej za pomocą mostka π-zdelokalizowanego z grupą przyłączającą elektrony 2-(3-...

Tutaj prezentujemy protokół parametryzacji ściśle wiążącego hamiltonianu ekscytonicznego do obliczania widm absorpcji optycznej i właściwości optoelektronicznych materiałów molekularnych na podstawie podstawowych obliczeń chemii kwantowej.

Egzcytoniczne hamiltoniany do obliczania widm absorpcji optycznej i właściwości optoelektronicznych agregatów molekularnych i ciał stałych

Rational design of disordered molecular aggregates and solids for optoelectronic applications relies on our ability to predict the properties of such ...

Protokół ten ułatwia konstruowanie egcytonicznych hamiltonianów w celu efektywnego obliczania zarówno widm absorpcji optycznej, jak i bardziej złożonych właściwości optoelektronicznych materiałów masowych molekularnych. Nasza technika rozbija niezwykle intensywne obliczeniowo obliczenia chemii kwantowej na masowych materiałach molekularnych na znacznie łatwiejsze do wykonania obliczenia pojedynczych cząsteczek, które są wykonywane przy użyciu powszechnie stosowanego oprogramowania do chemii kwantowej. Nasza metoda może pomóc w obliczeniowym kierowaniu projektowaniem urządzeń optoelektronicznych wykorzystujących materiały organiczne, takie jak ogniwa fotowoltaiczne lub przełączniki optyczne do komunikacji światłowodowej.Nowi użytkownicy powinni uważnie postępować zgodnie z opisaną procedurą, w tym sugerowaną konwencją nazewnictwa plików i powinni sprawdzić, czy każdy krok został wykonany bez błędów, zanim przejdą dalej. Do podziału systemu wielocząsteczkowego na pojedyncze cząsteczki należy użyć skryptu getMonomers w języku Python 2.7. py, aby wygenerować pliki, które zawierają współrzędne kartezjańskie dla atomów w poszczególnych cząsteczkach składających się na system.Określ nazwę pliku, który zawiera geometrię układu i liczbę atomów w każdej pojedynczej cząsteczce, która tworzy system, za pomocą polecenia, jak wskazano. Aby wygenerować ładunki punktowe stanu podstawowego dla atomów w poszczególnych cząsteczkach, skonfiguruj zwykły plik tekstowy o nazwie chargeOptions. txt z opcjami obliczania teorii funkcjonału gęstości Gaussa atomowych ładunków punktowych w stanie podstawowym cząsteczki elektrycznie obojętnej.Aby uzyskać w miarę dokładny rozkład ładunku dla przejść o charakterze przenoszenia ładunku, należy użyć funkcjonału o korekcji gęstości dalekiego zasięgu, wystarczająco dużego zestawu podstawowego, który zawiera co najmniej funkcje depolaryzacji na atomach niebędących wodorem, bardzo drobnej siatki integracji i bardzo ścisłego, samospójnego kryterium zbieżności pola. Dołącz słowo kluczowe Nosymm do pliku wejściowego, aby upewnić się, że współrzędne atomowe w pliku wyjściowym Gaussa są zapisane w orientacji wejściowej. Skonfiguruj gaussowskie pliki wejściowe dla wszystkich pojedynczych cząsteczek, które składają się na system, korzystając z parametrów w pliku chargeOptions.txt za pomocą wskazanego skryptu Bash. Następnie uruchom obliczenia Gaussa, określając, że nazwa pliku wyjściowego jest taka sama jak nazwa wejściowa. com, ale z rozszerzeniem log.Użyj skryptu Python 2.7 getCHelpG. py wyodrębnić atomowe ładunki punktowe CHelpG z plików wyjściowych Gaussa z dziennikiem rozszerzeń. Aby obliczyć energie wzbudzenia i gęstości przejścia poszczególnych cząsteczek w materiale w obecności środowiska elektrostatycznego, skonfiguruj zwykły plik tekstowy o nazwie monomerOptions.txt z parametrem ustawionym jak do obliczania atomowych ładunków punktowych i z niskim progiem do drukowania składowych wektora własnego, najlepiej co najmniej rzędu jeden razy 10 do minus pięć. Skonfiguruj pliki wejściowe Gaussa do obliczania energii wzbudzenia i gęstości przejścia wszystkich pojedynczych cząsteczek w materiale w obecności środowiska elektrostatycznego reprezentowanego przez ładunki punktowe na wszystkich innych cząsteczkach w materiale i nazwij plik monomer_n_wCh. com, gdzie n jest liczbą monomeru.Następnie uruchom obliczenia Gaussa, określając, że nazwa pliku wyjściowego jest taka sama jak nazwa pliku input. com, ale z dziennikiem rozszerzeń. Obliczenia zapiszą również plik punktu kontrolnego o tej samej nazwie, ale z rozszerzeniem chk.W celu ekstrakcji energii wzbudzenia dla jasnych stanów poszczególnych cząsteczek tworzących układ z plików wyjściowych Gaussa, skopiuj energie wzbudzenia dla jasnych stanów wzbudzonych poszczególnych monomerów z plików wyjściowych Gaussa z logarytmem rozszerzenia do zwykłego pliku tekstowego o nazwie all_energies.txt. W pliku all_energies. txt, zachowaj tylko kolumnę, która zawiera wartości liczbowe energii wzbudzenia.Aby obliczyć sprzężenia ekscytoniczne dla wszystkich par cząsteczek tworzących układ molekularny, najpierw użyj narzędzia do sprawdzania formularzy ze wskazanego skryptu Bash, aby przekonwertować pliki punktów kontrolnych na format czytelny dla człowieka. Użyj skryptu switchSign języka Python 2.7. py, który przyjmuje nazwę gaussowskiego pliku wyjściowego z rozszerzeniem log oraz liczbę stanów wzbudzonych n uwzględnionych w obliczeniach jako parametry wejściowe.Użyj wielofunkcyjnego analizatora funkcji falowych Multiwfn, aby zapisać plik sześcianu gęstości przejścia na podstawie pliku punktu kontrolnego w formacie Gaussa z rozszerzeniem fchk i przetworzonego pliku wyjściowego Gaussa z rozszerzeniem log2. Aby efektywnie generować pliki instalacyjne z opcjami przetwarzania Multiwfn dla wszystkich plików fchk w bieżącym katalogu, użyj opcji makeOpt. sh Skrypt Bash.Pliki będą miały takie same nazwy jak pliki fchk z rozszerzeniem opt. Następnie wygeneruj pliki sześcianów gęstości przejścia w jednej partii za pomocą wskazanego skryptu Bash i przekonwertuj pliki cub na pliki, które jawnie określają współrzędne środków wszystkich kostek na siatce oraz wartości gęstości przejścia wewnątrz sześcianu za pomocą cubeFormat. skrypt py Python 2.7.Uruchom polecenie zgodnie ze wskazaniami, aby użyć plików fcub do obliczenia sprzężeń ekscytonowych między wszystkimi parami cząsteczek w systemie przy użyciu metody sześcianu gęstości przejścia. Po zakończeniu obliczeń utwórz pusty plik o nazwie all_couplings. txt i użyj skryptu Bash, jak wskazano, aby połączyć wszystkie sprzężenia ekscytoniczne w jeden plik.Aby ustawić egcytoniczny hamiltonian, użyj skryptu setUpHam. py Python 2.7 i wskazanego polecenia terminala, aby połączyć energie stanu wzbudzonego w pliku all_energies. txt i sprzężenia ekscytonowe w all_couplings.txt do jednego pliku, który zawiera pełną ekscytoniczną macierz Hamiltona. W tym miejscu pokazano widmo absorpcji optycznej agregacji sześciu cząsteczek YLD 124 uzyskanych z międzyziarnistej symulacji Monte Carlo, która została wykorzystana do obliczenia egcytonicznego hamiltonianu cząsteczek. W tej tabeli można zaobserwować hamiltonian dla tego układu skonstruowanego w sposób, jak pokazano.Ponieważ istnieje sześć cząsteczek z tylko jednym jasnym stanem wzbudzonym dla każdej cząsteczki, wygenerowano egcytoniczny hamiltonian o wymiarach sześć na sześć, co dało sześć przejść. Model ekscytonów i widma TDDFT obliczone za pomocą funkcjonału gęstości WB97X ze zbiorem G31G*basis również mają podobne kształty, które charakteryzują się współczynnikiem korelacji iloczynu i momentu Pearsona. Egzcytoniczne hamiltoniany skonstruowane za pomocą naszego protokołu mogą być parametryzowane dowolną metodą chemii kwantowej, co pozwala na badanie, jak przybliżenia dla konkretnych metod wpływają na dokładność obliczeń dla różnych parametrów optoelektronicznych.Wykorzystaliśmy tę metodę do modelowania widm absorpcji optycznej i pierwszych hiperpolaryzowalności agregatów molekularnych, a obecnie trwają prace nad dokładnym modelowaniem właściwości masowych molekularnych ciał stałych.

excitonic-hamiltonians-for-calculating-optical-absorption-spectra

Research

JoVE Journal

Chemistry

Chemia

Opisano technikę femtosekundowego mieszania czterofalowego, w tym konfiguracje spektralnie rozdzielcze i czasowo-rozdzielcze.  Ilustrujemy przydatność tej techniki do badania kluczowych właściwości fizycznych rozcieńczonych półprzewodników magnetycznych III-V, zapewnionych przez jej nieliniowość i wysoką rozdzielczość czasową.

Pomiar zaniku koherencji w GaMnas za pomocą femtosekundowego mieszania czterofalowego

Manuskrypt opisuje metodę quasi-rezonansowej spektroskopii fluorescencyjnej wspomaganej fononem, która obejmuje zarówno spektroskopię o ograniczonej rozdzielczości laserowej, jak i spektroskopię fotoluminescencji (PL). Metoda ta wykorzystuje fonony optyczne do zapewnienia widm o ograniczonej szerokości linii struktur półprzewodnikowych podobnych do atomów w domenie energetycznej. Metodę tę można również łatwo zrealizować za pomocą pojedynczej konfiguracji spektrometru spektroskopii optycznej.

Spektroskopia fluorescencyjna quasi-rezonansowa wspomagana fononami o wysokiej rozdzielczości

Barwnikowe ogniwo słoneczne zostało solwatowane przez RTILs; korzystając z zoptymalizowanych potencjałów empirycznych, zastosowano symulację dynamiki molekularnej do obliczenia właściwości drgań. Uzyskane widma oscylacyjne porównano z dynamiką molekularną eksperymentu i ab initio; Różne widma potencjału empirycznego pokazują, jak parametryzacja ładunku częściowego ładunku cieczy jonowej wpływa na przewidywanie widm wibracyjnych.

Widma drgań granicy faz N719-chromofor/tytan z symulacji empirycznego potencjału dynamiki molekularnej, solwatowane przez ciecz jonową o temperaturze pokojowej

Stężenia atmosferyczne słabo związanych klastrów molekularnych można obliczyć na podstawie właściwości termochemicznych struktur o niskiej energii, znalezionych za pomocą wieloetapowej metodologii próbkowania konfiguracyjnego wykorzystującej algorytm genetyczny oraz półempiryczną i ab initio chemię kwantową.

Obliczanie stężeń atmosferycznych klastrów molekularnych na podstawie termochemii ab initio

Tutaj używamy stabilizatora polimerowego do przygotowania zawiesin struktur metaloorganicznych (MOF), które wykazują znacznie zmniejszone rozproszenie w swoich widmach absorpcji w stanie podstawowym i przejściowym. W przypadku tych zawieszeń MOF, protokół zawiera różne wytyczne do spektroskopowego charakteryzowania MOF w celu uzyskania danych możliwych do interpretacji.

Przewodnik techniczny dotyczący wykonywania pomiarów spektroskopowych na strukturach metaloorganicznych

Ten protokół jest wstępem dla początkujących do przetwarzania, dopasowywania i interpretacji widm absorpcji przejściowej. Protokół ten koncentruje się na przygotowaniu zestawów danych i dopasowaniu przy użyciu zarówno kinetyki pojedynczej długości fali, jak i globalnej analizy czasu życia. Omówiono wyzwania związane z danymi dotyczącymi absorpcji stanów nieustalonych i ich dopasowaniem.

Wprowadzenie do przetwarzania, dopasowywania i interpretowania danych absorpcji stanów nieustalonych

Prezentujemy odtwarzalny protokół spektroskopii piezoreflektansowej z modulacją naprężeń, który umożliwia pomiar ΔR/R z wykrywaniem lock-in dla kryształów van der Waals przeniesionych na piezoceramiczne, i wyniki z charakteryzacją bezpośrednich przejść optycznych poprzez spektra ΔR/R z wykorzystaniem pasowania pochodnej trzeciej z formułą Aspnes.

Spektroskopia piezoreflekcyjna przejść optycznych w warstwowachrystałach van der Waalsa

Prezentujemy protokół tworzenia w czasie rzeczywistym filmu pakietu molekularnej fali rotacyjnej przy użyciu wysokorozdzielczego zestawu do obrazowania eksplozji kulombowskiej.

Bezpośrednie obrazowanie ultraszybkiej rotacji molekularnej sterowanej laserem

Przedstawiono protokół kontrolowanej polimeryzacji O-karboksyjanowodników z otwartym pierścieniem fotoredoks, w której pośredniczą kompleksy Ni/Zn.

Kontrolowana polimeryzacja O-karboksyjanowodników z otwarciem pierścienia fotoredoks za pośrednictwem kompleksów Ni/Zn

Ten artykuł przedstawia metodę całkowitej spektroskopii absorpcyjnej wewnętrznego odbicia (TIRAS) do pomiaru krótkożyciowych wolnych rodników na granicy plazmy-cieczy. W szczególności TIRAS służy do identyfikacji solwatowanych elektronów na podstawie ich optycznej absorbancji światła czerwonego w pobliżu 700 nm.

Spektroskopia absorpcyjna całkowitego wewnętrznego odbicia (TIRAS) do wykrywania solwatowanych elektronów na granicy faz plazma-ciecz

Poznaj metodę konstrukcji hamiltonianów egzcytonicznych do obliczania widm absorpcji optycznej i właściwości optoelektronicznych materiałów molekularnych. Protokół redukuje koszty obliczeniowe poprzez analizę pojedynczych molekuł.

Egzcytoniczne hamiltoniany do obliczania widm absorpcji optycznej i właściwości optoelektronicznych agregatów molekularnych i ciał stałych (Wideo) | JoVE Journal

Egzcytoniczne hamiltoniany do obliczania widm absorpcji optycznej i właściwości optoelektronicznych agregatów molekularnych i ciał stałych

Przeglądaj więcej filmów