简介

MOMAP (Molecular Materials Property Prediction Package) 是一套理论研究、预测分子材料性质的软件包。软件包由清华大学帅志刚教授课题组以及中国科学院化学研究所有机固体实验室理论组 (http://www.shuaigroup.net/) 联合开发编写所成。目前软件包的主要功能包括分子光学性能以及电荷输运性能的理论计算。 本手册第一版重点介绍软件包进行分子光学性能计算的方法。

分子的吸收、辐射以及无辐射跃迁过程是基本的光物理和光化学过程,其直接影响了材料的光电性能。分子主要的光物理过程如 Jablonski 能态图 所示,MOMAP能够计算图中所涉及的吸收光谱、荧光光谱(辐射速率)、磷光光谱 (辐射速率)、内转换(无辐射)速率以及系间窜越(无辐射)速率。

Jablonski 能态图

Jablonski 能态图

这些光物理过程涉及分子的基态、激发态以及分子基态向激发态转变过程中 的多种性质。MOMAP 软件材料光物理性能计算依赖于已知的分子基态、激发态信息,在此基础上对分子基本的光物理过程进行计算。软件计算功能模块依赖示意图,如 MOMAP 材料光物理计算依赖关系示意图 所示,

MOMAP 材料光物理计算依赖关系示意图

MOMAP 材料光物理计算依赖关系示意图

分子基态、激发态信息主要包括分子在基态以及激发态的平衡构型、能量、振动模式以及两态间的跃迁偶极矩、非绝热耦合、自旋轨道耦合常数等,可通过目前成熟的量化软件(例:Gaussian、Turbomole、NWChem、Dalton、BDF等)计算得到。之后的章节会根据计算的需要逐个说明各计算所需的分子信息,并会在附录中简要的给出相关软件计算分子信息时需要读入的输入文件。

使用 MOMAP 光物理模块发表文章的用户,需要引用以下文献:

1、Peng, Q.; Yi, Y. P.; Shuai, Z. G.; Shao, J. S., J. Chem. Phys., 2007, 126, 114302.

2、Peng, Q.; Yi, Y. P.; Shuai, Z. G.; Shao, J. S., J. Am. Chem. Soc., 2007, 129, 9333-9339.

3、Niu, Y. L.; Peng, Q.; Shuai, Z. G., Sci. China, Ser. B, 2008, 51, 1153-1158.

4、Niu, Y. L.; Peng, Q.; Deng, C. M.; Gao, X.; Shuai, Z. G., J. Phys. Chem. A, 2010, 114, 7817-7831.

5、Peng, Q.; Niu, Y. L.; Shi, Q.; Gao, X.; Shuai, Z. G., J. Chem. Theory Comput., 2013, 9, 1132-1143.

6、Shuai, Z. G.; Peng, Q., Phys. Rep., 2014, 537, 123.

使用 MOMAP 电子输运模块发表文章的用户,需要引用以下文献:

1、Geng, H.; Yin, S. W.; Chen, K. Q., Shuai, Z. G., J. Phys. Chem. B, 2005, 109, 12304.

2、Yin, S. W.; Yi, Y. P.; Li, Q. X.; Yu, G., Liu, Y. Q., Shuai, Z. G., J. Phys. Chem. A, 2006, 110, 7138.

3、Yang, X. D.; Li, Q. K.; Shuai, Z. G., Nanotechnology, 2007, 18, 424029.

4、Wang, C. L.; Wang, F. H.; Yang, X. D.; Li, Q. K., Shuai, Z. G., Org. Electron., 2008, 9, 635.

5、Yang, X. D.; Wang, L. J.; Wang, C. L.; Long, W.; Shuai, Z. G., Chem. Mat., 2008, 20, 3205.

6、Nan, G. J.; Yang, X.; Wang, L. J.; Shuai, Z. G.; Zhao, Y., Phys. Rev. B, 2009, 79, 115203.

7、Nan, G. J.; Wang, L. J.; Yang, X. D.; Shuai, Z. G.; Zhao, Y., J. Chem. Phys., 2009, 130, 024704.

8、Wang, L. J.; Nan, G. J.; Yang, X. D.; Peng, Q.; Li, Q. K.; Shuai, Z. G., Chem. Soc. Rev., 2010, 39, 423.

9、Wang, L. J., Li, Q. K., Shuai, Z. G., Chen, L. P., Shi, Q., Phys. Chem. Chem. Phys., 2010, 12, 3309.

10、Shuai, Z. G., Wang, L. J., Li, Q. K., Adv. Mater., 2011, 23, 1145.