荧光基本原理
态对称 性被破坏,因此在优选计算开始的时候就将 基态几何结构做稍微的扰动,将对称性破坏 这一步又分为两个小步,第一步是首先做基态计算,在PCM输入部 分指定NonEq=write。第二步是实际的特定态的计算,需要用 NonEq=read读取非平衡溶剂化的必要信息。 第三步实际上分成两步: 1、第一小步是基于基态的平衡结构准备基态非平衡溶剂(因为溶质 吸收了光子跃迁到激发态的过程太快,溶剂没有跟上变化,因此溶剂 仍然是基态时的状态,但需要用到非平衡方式考虑溶剂) 2、第二小步是基于上一小步准备的基态非平衡溶剂计算基态平衡结 构的激发态的能量(也就是考虑了基态的非平衡溶剂对激发态能量的 影响)。 这个能量减去在第一大步中使用平衡溶剂得到的基态平衡结构能量, 差值就对应了紫外特征吸收的能量,经过转换可以得到吸收波长。
经过这套精确考虑溶剂效应的计算之后,你不可能只从一个输 出文件中就能读出你需要的激发或者发射光谱。 而是需要从第一步和第三步读出的能量差值手工计算得到特征 吸收波长(紫外); 从第六步和第七步读出的能量差值手工计算得到特征发射波长 (荧光)。 如果只从读第二步的结果作为紫外光谱,只读第四步的结果作 为荧光光谱,那么你就还没有领会到为什么要用非平衡溶剂处 理顺势的激发及发射过程。
发射荧光光子数
吸收光子数
nF kF n A k F ki
i
kF荧光过程速率常数, 由物质粒子本身决定
吸收强度越大,被激发到高能级的粒子数越多,则向下跃 迁产生的荧光越强
吸收光谱 强度 强度
荧光光谱
波长
波长
第一步是基态的结构优化和频率,得到一个 1.chk 第二步是垂直激发的TD-DFT计算,用第一步的 1.chk 文件得到一个新的 2.chk 第三步是垂直激发的特定态溶剂化。 第四步激发态几何结构优化计算,用第二步的 2.chk 文件得到一个新的 4.chk 第五步激发态几何结构频率光谱,用第四步的 4.chk 文件得到一个新的 5.chk 第六步
基本原理
某些物质经某波长入射光照射后,分子被激发从Sa到Sb,并在很短 时间内去激发从Sb返回Sa,发出波长长于入射光的荧光。
荧光属于光致发光 ,包括吸收和发射两个过程,荧光光谱属于发射光 谱。 荧光发射:第一电子激发态的最低能级→基态能级
由第一电子激发态的最低能级跃迁至基态,光的形式释放能量,即 荧光
磷光发射:三重态→基态能级
先无辐射跃迁至三重态,逗留较长时间后再跃迁至基态能级,发射 磷光
荧光发光原理
荧光光谱选择性好,能吸收光的物质不一定能发射荧光,一定波长 下不同物质的荧光光谱不同 荧光光谱没有吸收光谱使用广泛,许多物质不产生荧光,并且荧光 对环境因素非常敏感
产生荧光的基本条件
入射光要能被物质粒子吸收,使粒子能够跃迁到激发态,然后经第 一电子激发态的最低能级,降落到基态振动能级 物质粒子要具有高的荧光效率