孤立轨道法评估不同并五苯分子堆积的电荷转移积分

运用量子化学密度泛函理论B3LYP方法, 在6-31G(d,p)水平上采用孤立轨道法的双分子非自洽与自洽法评估了基于π共轭有机半导体材料不同堆积的并五苯二聚体的电荷转移积分, 在此基础上考虑电场作用对以上堆积形式下电荷转移积分的影响. 结果表明, 孤立轨道的双分子自洽方法得到的有效转移积分与非自洽法得到的直接耦合量在数值上非常接近并与实验值比较吻合, 且自洽法还可以方便地考察极化对分子位点能的影响. 此外, 运用该方法在电场作用下评估了不同堆积形式下的并五苯二聚体的电荷转移积分, 结果表明电场对电荷转移积分几乎没有影响.     

叶绿素a激发态电子结构的量子化学计算

采用密度泛函理论DFT(B3LYP/6-31G)对氢取代后叶绿素的几何构型进行优化,并用不同的量子化学方法包含TDDFT、SAC/SAC-CI等计算激发态能量和Qy 态跃迁偶极矩的三维夹角等性质,寻找和检验适合于计算色素大分子体系精确较高且易实现的理论化学方法.CAM-B3LYP是最好计算叶绿素a的激发态前四个激发态特征的泛函形式.     

光系统I（PSI）反应中心的激子耦合

运用点偶极、单极跃迁电荷和跃迁密度等经典库仑作用的方法,考察了叶绿素a分子间面心距和错位结构等因素对激子耦合的影响．结果表明,当分子间距大于分子尺寸时,上述三种方法得到的结果基本一致;但当分子间距小于分子尺寸时,点偶极方法将明显高估激子耦合,跃迁密度的方法更适合计算分子间的激子耦合．此外,还使用上述方法计算了光系统Ⅰ（PSI）反应中心叶绿素a分子间激子耦合．结果表明,用跃迁密度计算PSI晶体结构（1jb0．pdb）e700的激子耦合为75.3cm^-1,而QM．MM优化的结构P700（ecAl．ecBl）的激子耦合为23．8cm^-1,这与考虑Dexter交换项的全对角化方法的结果（20cm^-1）一致,进而说明PSI反应中心并不是传统的P700强激子耦合对,而是ecAl-ecB2和ecBl-ecA2对强耦合二聚体构成的二聚体对．