发光部分
“发光部分”分别以荧光和磷光的计算为例，详细介绍了分子的量化计算、 EVC(Electron-Vibration Coupling) 振动分析、吸收光谱、辐射光谱、辐射速率、内转换速率、系间窜越速率的计算过程。另外，本文还详细介绍了态求和方法和 Herzberg-Teller效应的计算过程。
荧光
吸收光谱、荧光光谱以及辐射速率的计算流程以 azulene 为例，算例数据位于 momap/example/azulene/ 目录下。
下图为 azulene 的结构示意图，由五元环和七 元环组成，其分子式为 C10H8。
1. 量化计算
a. 基态构型优化与频率计算
本算例部分计算文件在 azulene/gaussian/ 目录下。Gaussian 使用方法详见 Gaussian 手册。
以下为使用Gaussian进行基态构型优化与频率计算的输入文件的例子：
%chk=azulene-s0.chk #输出 chk 文件
%mem=4GB #内存大小
%nprocl=1 #使用节点数
%nprocs=16 #每个节点上的并行的核数
#p opt freq B3LYP/6-31G #基于DFT方法/B3LYP 泛函/6-31G(d)基组对分子基态构型进行优化，然后计算优化后分子构型的频率
azulene-s0 optimization #标题行
0 1 #净电荷数为 0，自选多重度为 1
C 2.01378743 -1.48849852 0.00000000
C 2.28995141 -0.11795315 0.00000000
C 1.39185815 0.95357383 0.00000000
C 0.78413689 -2.15418449 0.00000000
C 0.00000000 0.93285810 0.00000000
C -0.50398383 -1.61065958 0.00000000
C -0.89316505 -0.27406276 0.00000000
H 2.88919252 -2.13621797 0.00000000
H 3.34387207 0.15083266 0.00000000
H 1.84191311 1.94635990 0.00000000
H 0.83658347 -3.24058384 0.00000000
H -1.32037398 -2.33298523 0.00000000
C -0.84567310 2.05536637 0.00000000
H -0.51364908 3.08694089 0.00000000
C -2.17758707 1.61062710 0.00000000
H -3.04994479 2.25593917 0.00000000
C -2.21339978 0.20656494 0.00000000
H -3.10314368 -0.41207657 0.00000000
计算结束后得到 azulene-s0.chk 和 azulene-s0.log 输出文件。 使用以下指令对二进制的 checkpoint 文件进行转换:
formchk azulene-s0.chk
运行结束后生成文件 azulene-s0.fchk，azulene-s0.flog 和 azulene-s0.fchk 这两个文件将用于后续的振动分析计算。
See also
获取Gaussian输出文件中的查找相应数据，请参考附录 appendix 部分.
Warning
文件结尾注意空两行，表示高斯文件结束。
b. 激发态构型优化与频率计算
本部分计算文件在 azulene/gaussian/ 目录下。
基态 S0 构型优化完成后，使用 S0 优化后的构型作为激发态 S1 的初始构型， 用来优化激发态和计算激发态频率。
%chk=azulene-s1.chk
%mem=4GB
%nprocl=1
%nprocs=16
#p opt freq td b3lyp/6-31g(d) #基于TDDFT方法/B3LYP 泛函/6-31G(d)基组对分子激发态构型进行优化，然后计算优化后分子构型的频率
azulene-s1 optimization
0 1
C 2.01378700 -1.48849900 0.00000000
C 2.28995100 -0.11795300 0.00000000
C 1.39185800 0.95357400 0.00000000
C 0.78413700 -2.15418400 0.00000000
C 0.00000000 0.93285800 0.00000000
C -0.50398400 -1.61066000 0.00000000
C -0.89316500 -0.27406300 0.00000000
H 2.88919300 -2.13621800 0.00000000
H 3.34387200 0.15083300 0.00000000
H 1.84191300 1.94636000 0.00000000
H 0.83658300 -3.24058400 0.00000000
H -1.32037400 -2.33298500 0.00000000
C -0.84567300 2.05536600 0.00000000
H -0.51364900 3.08694100 0.00000000
C -2.17758700 1.61062700 0.00000000
H -3.04994500 2.25593900 0.00000000
C -2.21340000 0.20656500 0.00000000
H -3.10314400 -0.41207700 0.00000000
计算结束后得到 azulene-s1.chk 和 azulene-s1.log 输出文件。 使用以下指令对二进制的 checkpoint 文件进行转换:
formchk azulene-s1.chk
运行结束后生成文件 azulene-s1.fchk，azulene-s1.flog 和 azulene-s1.fchk 这两个文件将用于后续的振动分析计算。
2. 振动分析(EVC)
本部分计算文件在 azulene/evc/ 目录下。
收集以上计算得到的基态和激发态的计算结果文件，包括日志文件 (azulene-s0.log、azulene-s1.log)和格式化的 Checkpoint 文件(azulene-s0.fchk、 azulene-s1.fchk)，注意需保证振动结果无虚频(在频率计算文件中搜索 Frequencies，注意 F 大写，可以找到频率信息)，将这些文件都放在一个文件夹 (evc)中，编写 EVC 振动分析的输入文件 momap.inp:
do_evc = 1 # 1 表示开启dushin计算，0 表示关闭
&evc
ffreq(1) = "azulene-s0.log" #基态结果的日志文件
ffreq(2) = "azulene-s1.log" #激发态结果的日志文件
/
执行以下命令运行 EVC 振动分析程序:
momap –input momap.inp –nodefile nodefile
程序正常结束后，得到下一步计算的输入文件 evc.cart.dat。
See also
对以上MOMAP输入变量的解释，请参考API Reference 部分.
Important
MOMAP支持并行运算，如果使用队列脚本(如 PBS 脚本)提交任务，则只需在 PBS 脚本中修改提交队列名称、使用节点数量和核数量。
如果不使用队列脚本，可以在 nodefile 里 指定节点名称和核数。例如:需要使用节点名称为 node1 和 node2 的两个节点，每个节点上使用 2 个核。则 nodefile 写为
node1
node1
node2
node2
3. 辐射速率
a. 辐射速率输入文件 momap.inp:
do_spec_tvcf_ft = 1 #1 表示开启计算荧光关联函数
do_spec_tvcf_spec = 1 #1 表示开启计算荧光光谱
&spec_tvcf #描述计算内容
DUSHIN True #是否考虑 Duschinsky 转动(t 开启，f 关闭)
Temp 300 #温度
tmax 1000 #积分时间
dt 1 #积分步长
Ead 0.07509 #绝热激发能
EDMA 0.92694 #吸收跃迁偶极矩
EDME 0.64751 #发射跃迁偶极矩
FreqScale 1.0 #频率缩放因子
DSFile "evc.cart.dat" #定义读取的 evc 文件名
Emax 0.3 au #定义光谱频率范围上限
dE 0.00001 #定义输出能量间隔
logFile "spec.tvcf.log" #定义输出 log 文件名
FtFile "spec.tvcf.ft.dat" #定义输出的关联函数文件名
FoFile "spec.tvcf.fo.dat" #谱函数输出文件
FoSFile "spec.tvcf.spec.dat" #归一化的光谱输出文件
/
See also
对以上MOMAP输入变量的解释，请参考API Reference 部分.
把 momap.inp 文件、nodefile 文件和 evc.cart.dat 文件放置于同一目录，运行以下命令进行计算:
momap –input momap.inp –nodefile nodefile
b. 计算结果解读:
运行结束后会得到结果文件：
输出文件名 |
输出文件内容 |
|---|---|
spec.tvcf.fo.dat |
谱函数输出文件 |
spec.tvcf.ft.dat |
关联函数输出文件 |
spec.tvcf.log |
log 文件 |
spec.tvcf.spec.dat |
光谱文件 |
计算完成后先确认关联函数是否收敛，将 spec.tvcf.ft.dat 的前两列画图，若随着积分时间的增加，纵坐标的值基本为 0 且呈直线，则表示关联函数已经收敛。
确认关联函数收敛后，根据光谱文件 spec.tvcf.spec.dat，选取所需数据画出 相关的吸收光谱和发射光谱:
辐射速率 kr 可在 spec.tvcf.log 文件末端读取。如下图所示，第一个数值和第 二个数值都表示辐射速率，单位分别是 au 和 s-1，第三个数值表示寿命。计算得 到 azulene 分子的辐射速率 kr 为 2.72281554×105s-1。
4. 非辐射速率
本部分计算文件在 azulene/kic/ 目录下。
计算内转换过程不仅需要分子基态 S0 与激发态 S1 的构型优化结果、频率计算结果，还需要包含与**非绝热耦合矩阵元相关的 azulene-nacme.log 文件**。非绝热 耦合计算时使用的计算方法、泛函等尽量与构型优化时保持一致。
a. 非绝热耦合矩阵元:
本部分计算文件在 azulene/kic/nacme/目录下。
在 S0 最稳定构型下设置关键词为:
#p td B3lyp/6-31G(d) prop=(fitcharge,field) iop(6/22=-4, 6/29=1, 6/30=0, 6/17=2) nosymm
b. 振动分析(EVC):
本部分计算文件在相关算例 azulene/kic/evc/目录下。
收集基态、激发态计算结果文件，包括日志文件 (azulene-s0.log 和 azulene-s1.log)和格式化的 Checkpoint 文件(azulene-s0.fchk 和 azulene-s1.fchk)，注意需保证振动结果无虚频。此外，还有 非绝热耦合矩阵元相关的 azulene-nacme.log 文件。将这些文件都放在同一个目录中，编写 EVC 振动分析的输入文件 momap.inp
do_evc = 1 #1 表示开启dushin计算，0 表示关闭
&evc
ffreq(1) = "azulene-s0.log" #基态结果的日志文件
ffreq(2) = "azulene-s1.log" #激发态结果的日志文件
fnacme = "azulene-nacme.log" #非绝热耦合文件
/
执行以下命令运行 EVC 振动分析程序:
momap –input momap.inp –nodefile nodefile
程序正常结束后，得到下一步计算的输入文件 evc.cart.dat 和 evc.cart.nac。
c. 非辐射速率输入文件 momap.inp:
do_ic_tvcf_ft = 1 #1 表示开启计算内转换关联函数
do_ic_tvcf_spec = 1 #1 表示开启计算内转换光谱
&spec_tvcf #描述计算内容
DUSHIN True #是否考虑 Duschinsky 转动(t 开启，f 关闭)
Temp 300 #温度
tmax 1000 #积分时间
dt 1 #积分步长
Ead 0.07509 #绝热激发能
DSFile "evc.cart.dat" #定义读取的 evc 文件名
CoulFile "evc.cart.nac" #定义读取的 nacme 文件名
Emax 0.3 au #定义光谱频率范围上限
dE 0.00001 #定义输出能量间隔
logFile "spec.tvcf.log" #定义输出 log 文件名
FtFile "spec.tvcf.ft.dat" #定义输出的关联函数文件名
FoFile "spec.tvcf.fo.dat" #谱函数输出文件
/
d. 计算结果解读:
运行结束后会得到结果文件与相应解读与辐射速率结果类似。
磷光
本部分以 Ir(ppy)3 为例，计算文件在 Irppy3/ 目录下。
1. 量化计算
a. 基态构型优化与频率计算
本算例部分计算文件在 Irppy3/gaussian/ 目录下。Gaussian 使用方法详见 Gaussian 手册。
以下为使用Gaussian进行基态构型优化与频率计算的输入文件的例子：
%chk=Irppy3-s0-freq.chk
%mem=32GB
%nprocl=1
%nprocs=16
#p opt freq b3lyp/gen pseudo=read
Ir Complex No.1 - S0 Opt
0 1
Ir -0.00026100 0.00081800 -0.02546400
C 1.23475200 1.22563100 -1.06555400
C 3.17477000 2.89735700 -2.32701500
C 0.92442700 1.99391300 -2.20485100
C 2.57228300 1.32514600 -0.57850700
C 3.52102800 2.15413000 -1.20673700
C 1.86871700 2.81106300 -2.82461100
H -0.07806200 1.94413900 -2.61745300
H 4.53611800 2.22106900 -0.82434500
H 1.58801500 3.38649600 -3.70399300
H 3.90950000 3.53555700 -2.80932100
C -1.68090200 0.45115400 -1.06441800
C -4.10462500 1.28419800 -2.32155800
C -2.19366100 -0.20890200 -2.19864300
C -2.43666500 1.56010300 -0.57980000
C -3.63180700 1.96181000 -1.20602100
C -3.37645500 0.19503800 -2.81613100
H -1.64954600 -1.05410200 -2.60798800
H -4.19743200 2.80807400 -0.82543100
H -3.73660800 -0.34100200 -3.69145400
H -5.02681900 1.59733000 -2.80241700
C 0.44814900 -1.68217800 -1.06264200
C 0.93597200 -4.20000800 -2.31586900
C -0.13342900 -2.89014400 -0.57453500
C 1.27344300 -1.79837800 -2.19826500
C 1.51368500 -3.02576800 -2.81412000
C 0.11498600 -4.12730600 -1.19874400
H 1.73187800 -0.90533900 -2.61031500
H 2.15615300 -3.07132700 -3.69070700
H -0.33389100 -5.03985700 -0.81551700
H 1.12519700 -5.15619800 -2.79506200
C -1.84954400 3.97562700 2.29857000
C -0.66117200 3.42699800 2.78968100
C -0.14420200 2.30972600 2.14783000
N -0.73864000 1.73597200 1.08811300
C -1.89508200 2.25982300 0.58820300
C -2.46253000 3.39278500 1.19875100
H -2.28864400 4.85171900 2.76697600
H -0.14391600 3.85372400 3.64187900
H 0.77874100 1.84449000 2.47700800
H -3.37901400 3.81370900 0.80286200
C -2.51383600 -3.58201200 2.30997200
C -2.63109400 -2.27735000 2.79844200
C -1.92302300 -1.27278700 2.15278800
N -1.13102600 -1.50374000 1.09212900
C -1.00809700 -2.76827000 0.59477000
C -1.70499700 -3.82446000 1.20898200
H -3.05245100 -4.39896200 2.78140100
H -3.25737200 -2.04053600 3.65143900
H -1.98095800 -0.24001800 2.47975100
H -1.61237900 -4.82930800 0.81482900
C 4.35781900 -0.37940500 2.31491700
C 3.28567000 -1.13065100 2.80535400
C 2.06245800 -1.02194200 2.15784700
N 1.86828500 -0.22560100 1.09293800
C 2.90273000 0.51092000 0.59411300
C 4.16509200 0.43765200 1.21020600
H 5.33396800 -0.43571700 2.78791400
H 3.39236400 -1.78733400 3.66167400
H 1.19605700 -1.58570100 2.48734100
H 4.98966700 1.01859900 0.81497000
C H N 0
6-31G**
****
Ir 0
LANL2DZ
****
Ir 0
LANL2DZ
b. 激发态构型优化与频率计算
本部分计算文件在 azulene/gaussian/ 目录下。
优化 Ir(ppy)3 分子基态 S0 构型并计算其频率。在基态 S0 最稳定构型下优化分子三重激发态 T1 的构型并计算其频率。
%chk=Irppy3-t1.chk
%mem=32GB
%nprocl=1
%nprocs=28
#p opt freq b3lyp/gen pseudo=read
Ir Complex No.1 - T1 Opt
0 3
Ir 0.00008200 0.00019800 0.02644100
C 1.73535200 -0.12611700 1.06565900
C 4.29802700 -0.13569000 2.32321100
C 2.00103900 -0.91349800 2.20328400
C 2.81507600 0.66915000 0.57816800
C 4.07583300 0.65577500 1.20452400
C 3.25072900 -0.92073000 2.82105800
H 1.20790500 -1.52899000 2.61532000
H 4.88968300 1.26588000 0.82177000
H 3.41338800 -1.54205300 3.69897100
H 5.27194800 -0.14320400 2.80397800
C -0.97738100 -1.43942700 1.06523100
C -2.26673600 -3.65411200 2.32277100
C -1.79225900 -1.27589100 2.20274400
C -0.82823000 -2.77212300 0.57779600
C -1.47010600 -3.85734300 1.20413200
C -2.42320900 -2.35461700 2.82055300
H -1.92884600 -0.28125200 2.61469900
H -1.34845100 -4.86721300 0.82145400
H -3.04268100 -2.18488600 3.69843500
H -2.76005600 -4.49386100 2.80357500
C -0.75865300 1.56638200 1.06492300
C -2.03294500 3.78991000 2.32216300
C -1.98758300 2.10297300 0.57734500
C -0.20988000 2.19068100 2.20237900
C -0.82907700 3.27628600 2.82002300
C -2.60698700 3.20123000 1.20358900
H 0.71990600 1.81201700 2.61446000
H -0.37254700 3.72823200 3.69783700
H -3.54253900 3.60037500 0.82082200
H -2.51389300 4.63688600 2.80282600
C 1.18347800 -4.21358500 -2.31027400
C 1.72536400 -3.02147300 -2.79986300
C 1.39110400 -1.83900800 -2.15374300
N 0.56965200 -1.79453700 -1.09124600
C 0.03546400 -2.94691000 -0.59299600
C 0.34194900 -4.17433200 -1.20778000
H 1.42018100 -5.16286700 -2.78205800
H 2.39302700 -3.00556100 -3.65418400
H 1.78639500 -0.88359900 -2.48208900
H -0.07776600 -5.09178100 -0.81306900
C -4.24058000 1.08069400 -2.31139700
C -3.47808900 0.01626500 -2.80137400
C -2.28682000 -0.28480400 -2.15511200
N -1.83848700 0.40412100 -1.09208100
C -2.57024700 1.44221200 -0.59362200
C -3.78662300 1.78976200 -1.20851200
H -5.18118200 1.34974900 -2.78322600
H -3.79743900 -0.56974700 -3.65606500
H -1.65615900 -1.10403100 -2.48372100
H -4.37204800 2.61133900 -0.81359600
C 3.05805000 3.13098300 -2.31082000
C 1.75471500 3.00417800 -2.80042500
C 0.89768700 2.12382400 -2.15397800
N 1.26975400 1.39058000 -1.09116500
C 2.53479900 1.50421700 -0.59286500
C 3.44467300 2.38298700 -1.20798600
H 3.76192200 3.81029400 -2.78288500
H 1.40718600 3.57413800 -3.65497900
H -0.12737800 1.98840000 -2.48227400
H 4.44908200 2.47822400 -0.81331900
C H N 0
6-31G**
****
Ir 0
LANL2DZ
****
Ir 0
LANL2DZ
算例中采用构型和频率分开计算的方式进行。 计算后得到基态 S0 和激发态 T1 计算的日志文件 Irppy3-s0-opt.log、Irppy3-s0-freq.log、Irppy3-t1-opt.log、Irppy3-t1-freq.log、Irppy3-s0-freq.chk 和 Irppy3-t1-freq.chk。使用 formchk 命令将 chk 文件转换为 Checkpoint 文件 Irppy3-s0-freq.fchk 和 Irppy3-t1-freq.fchk。这些文件将用于后续的振动分析计算。
2. 振动分析(EVC)
本部分计算文件在 Irppy3/evc/目录下。
收集计算得到的基态 S0、三重激发态 T1 的计算结果文件，包括日志文件 (Irppy3-s0-freq.log 和 Irppy3-t1-freq.log)和格式化的 Checkpoint 文件 (Irppy3-s0-freq.fchk 和 Irppy3-t1-freq.fchk)，注意需保证振动结果无虚频。将这些文件都放在一个文件夹 (evc)中，编写 EVC 振动分析的输入文件 momap.inp:
do_evc = 1 # 1 表示开启dushin计算，0 表示关闭
&evc
ffreq(1) = "azulene-s0.log" #基态结果的日志文件
ffreq(2) = "azulene-s1.log" #激发态结果的日志文件
/
3. 辐射速率
a. 辐射速率输入文件 momap.inp:
do_spec_tvcf_ft = 1 #1 表示开启计算磷光关联函数
do_spec_tvcf_spec = 1 #1 表示开启计算磷光光谱
&spec_tvcf #描述计算内容
DUSHIN .t. #是否考虑 Duschinsky 转动(t 开启，f 关闭)
Temp 300 #温度
tmax 1500 fs #积分时间
dt 0.01 fs #积分步长
Ead 0.09418289 au #绝热激发能
EDMA 1 debye #吸收跃迁偶极矩
EDME 0.306909 debye #发射跃迁偶极矩
FreqScale 1.0 #频率缩放因子
DSFile "evc.cart.dat" #定义读取的 evc 文件名
Emax 0.3 au #定义光谱频率范围上限
dE 0.00001 au #定义输出能量间隔
logFile "spec.tvcf.log" #定义输出 log 文件名
FtFile "spec.tvcf.ft.dat" #定义输出的关联函数文件名
FoFile "spec.tvcf.fo.dat" #谱函数输出文件
FoSFile "spec.tvcf.spec.dat" #归一化的光谱输出文件
/
See also
对以上MOMAP输入变量的解释，请参考API Reference 部分.
把 momap.inp 文件、nodefile 文件和 EVC 部分计算得到的 evc.cart.dat 文件放置于同一目录，运行以下命令进行计算:
momap –input momap.inp –nodefile nodefile
b. 计算结果解读:
运行结束后会得到结果文件：
输出文件名 |
输出文件内容 |
|---|---|
spec.tvcf.fo.dat |
谱函数输出文件 |
spec.tvcf.ft.dat |
关联函数输出文件 |
spec.tvcf.log |
log 文件 |
spec.tvcf.spec.dat |
光谱文件 |
计算完成后先确认关联函数是否收敛，将 spec.tvcf.ft.dat 的前两列画图，若随着积分时间的增加，纵坐标的值基本为 0 且呈直线，则表示关联函数已经收敛。
确认关联函数收敛后，根据光谱文件 spec.tvcf.spec.dat，选取所需数据画出 相关的吸收光谱和发射光谱:
辐射速率 kr 可在 spec.tvcf.log 文件末端读取。如下图所示，第一个数值和第 二个数值都表示辐射速率，单位分别是 au 和 s-1，第三个数值表示寿命。计算得 到 azulene 分子的辐射速率 kr 为 2.72281554×105s-1。
4. 非辐射速率
本部分计算文件在 Irppy3/kisc/ 目录下。
计算系间窜越需要读取分子的自旋轨道耦合常数 Hso。本算例采用 Dalton 软件计算得到自旋轨道耦合常数 Hso 为 116.877376 cm-1。
非辐射速率输入文件 momap.inp:
do_isc_tvcf_ft = 1 #1 表示开启计算系间窜越关联函数
do_isc_tvcf_spec = 1 #1 表示开启计算系间窜越光谱
&isc_tvcf #描述计算内容
DUSHIN .t. #是否考虑 Duschinsky 转动(t 开启，f 关闭)
Temp 298 K #温度
tmax 1500 fs #积分时间
dt 0.01 fs #积分步长
Ead 0.09418289 au #绝热激发能
Hso 116.877376 cm-1 #旋轨耦合常数
DSFile "evc.cart.dat" #定义读取的 evc 文件名
CoulFile "evc.cart.nac" #定义读取的 nacme 文件名
Emax 0.3 au #定义光谱频率范围上限
dE 0.00001 #定义输出能量间隔
logFile "isc.tvcf.log" #定义输出 log 文件名
FtFile "isc.tvcf.ft.dat" #定义输出的关联函数文件名
FoFile "isc.tvcf.fo.dat" #谱函数输出文件
/
态求和方法
本部分以 azulene 为例，计算文件在 azulene/sum/ 目录下。
态求和方法量化计算和 EVC 计算部分与关联函数方法相同。
do_spec_sums = 1 #使用态求和方法
&spec_sums #描述计算内容
DSFile = "evc.cart.dat" #定义读取的 evc 文件名
Ead = 0.094313868 au #绝热激发能
dipole_abs = 0.092465 debye #吸收跃迁偶极矩
dipole_emi = 0.440702 debye #发射跃迁偶极矩
maxvib = 10 #最大振动量子数
if_cal_ic = .t. #是否做内转换通道分析
promode = 24 #提升模式(内转换通道分析)
FC_eps_abs = 0.1 #Franck-Condon 因子阈值(吸收)
FC_eps_emi = 0.1 #Franck-Condon 因子阈值(辐射)
FC_eps_ic = 0.1 #Franck-Condon 因子阈值(内转换)
FreqScale = 1.0 #频率缩放因子
Seps = 0.00001 #黄昆因子阈值
FWHM = 500 cm-1 #展宽因子(半高全宽)
flog = "spec.sums.log" #输出 log 文件
/
Herzberg-Teller 效应
本部分以 porphine 为例，计算文件在 porphine/目录下。 一般当计算体系为弱发光体系或者柔性分子时，在计算过程中加入HT效应会比较显著，是否考虑 Herzberg-Teller 效应需要根据用户理论知识和计算过程自行决定，具体方法如下文所述。
1. 量化计算
a. 基态构型优化与频率计算
本部分计算文件在 porphine/gaussian/ 目录下。
以下为使用Gaussian进行基态构型优化与频率计算的输入文件的例子：
%chk=porphine-s0.chk
%mem=32GB
%nprocl=4
%nprocs=16
#p opt freq b3lyp/6-31g(d)
opt-porphine-s0
0 1
N 2.01760000 -2.03040000 0.00000000
N 2.01120000 -4.36830000 0.00000000
N 4.36180000 -2.03680000 0.00000000
N 4.33573828 -4.45908404 -0.00000000
C 0.65970000 -2.03040000 0.00000000
C 2.01760000 -0.68530000 0.00000000
C 0.65970000 -4.36830000 0.00000000
C 4.36180000 -0.68530000 0.00000000
C 2.01120000 -5.72610000 0.00000000
C 5.71970000 -2.03680000 0.00000000
C 4.34263459 -5.72608147 0.00000000
C 5.70087915 -4.18727747 0.00000000
C 0.00000000 -3.19610000 0.00000000
C 3.18330000 -0.00640000 0.00000000
C 3.17050000 -6.40510000 0.00000000
C 6.37940000 -3.19610000 0.00000000
C 0.00000000 -0.85190000 0.00000000
C 0.85190000 -0.00640000 0.00000000
C 0.00000000 -5.52760000 0.00000000
C 5.52760000 0.00000000 0.00000000
C 0.85190000 -6.39230000 0.00000000
C 6.39230000 -0.87110000 0.00000000
C 5.52120000 -6.39230000 0.00000000
C 6.37940000 -5.54680000 0.00000000
H 2.72470678 -2.73750678 0.00000000
H 3.60232364 -3.73361018 0.00000000
H -1.06999924 -3.19482666 0.00000000
H 3.18076601 1.06359700 0.00000000
H 3.16668309 -7.47509319 0.00000000
H 7.44939236 -3.19205755 0.00000000
H -1.05961692 -0.70319904 0.00000000
H 0.71624112 1.05496547 0.00000000
H -1.06093024 -5.66662166 0.00000000
H 5.66506569 1.06113297 0.00000000
H 0.70721085 -7.45247218 0.00000000
H 7.45338318 -0.73325047 0.00000000
H 5.66051034 -7.45319237 0.00000000
H 7.43956765 -5.69152234 0.00000000
b. 激发态构型优化与频率计算
本部分计算文件在 porphine/gaussian/ 目录下。
激发态 s1 的输入文件如下：
%chk=porphine-s1.chk
%mem=32GB
%nprocl=4
%nprocs=16
#p td opt freq b3lyp/6-31g(d)
opt-porphine-s1
0 1
N 0.00016100 -2.11714500 0.00000000
N 2.02941000 -0.00021700 0.00000000
N -2.02930500 0.00013800 0.00000000
N -0.00017500 2.11713800 0.00000000
C 1.13015400 -2.89626300 0.00000000
C -1.13004200 -2.89587500 0.00000000
C 2.85552900 -1.08516900 0.00000000
C -2.85547700 -1.08473700 0.00000000
C 2.85509100 1.08441700 0.00000000
C -2.85507800 1.08479400 0.00000000
C 1.13015400 2.89593200 0.00000000
C -1.13027800 2.89613600 0.00000000
C 2.44125900 -2.42217000 0.00000000
C -2.44111000 -2.42173100 0.00000000
C 2.44086700 2.42186600 0.00000000
C -2.44102300 2.42217400 0.00000000
C 0.68600000 -4.26037000 0.00000000
C -0.68632300 -4.26013600 0.00000000
C 4.25808500 -0.67810100 0.00000000
C -4.25798700 -0.67784300 0.00000000
C 4.25789200 0.67789400 0.00000000
C -4.25790500 0.67815100 0.00000000
C 0.68599900 4.26043200 0.00000000
C -0.68586900 4.26061300 0.00000000
H 0.00057000 -1.10169100 0.00000000
H -0.00064500 1.10167800 0.00000000
H 3.21982300 -3.17967100 0.00000000
H -3.21964400 -3.17926500 0.00000000
H 3.21969900 3.17907900 0.00000000
H -3.21984800 3.17936700 0.00000000
H 1.34702200 -5.11705700 0.00000000
H -1.34768400 -5.11656600 0.00000000
H 5.10635600 -1.35193800 0.00000000
H -5.10625200 -1.35169400 0.00000000
H 5.10596000 1.35197600 0.00000000
H -5.10606600 1.35212700 0.00000000
H 1.34737700 5.11686400 0.00000000
H -1.34692600 5.11729600 0.00000000
计算后得到基态 S0 和激发态 S1 计算的日志文件 porphine-s0.log、 porphine-s1.log、porphine-s0.chk 和 porphine-s1.chk。使用 formchk 命令将 porphine-s0.chk 和 porphine-s1.chk 转换为 Checkpoint 文件 porphine-s0.fchk 和 porphine-s1.fchk。这些文件将用于后续的振动分析计算。
2. 计算 numfreq
考虑 Herzberg-Teller 效应需要进行 numfreq 计算，本部分计算在 porphine/numfreq/目录下。
输入文件包含:porphine-s1.com、input、nodefile。 构建 porphine-s1.com 文件，包含 s1 态优化后的平衡构型:
%chk=porphine-s1.chk
%mem=32GB
%nprocl=1
%nprocs=16
#p td(root=1) b3lyp/6-31g(d)
numfreq-porphine-s1
0 1
N -2.11384400 -0.00001800 0.00000000
N -0.00006900 -2.05188400 0.00000000
N 0.00006800 2.05188500 0.00000000
N 2.11384300 0.00001700 0.00000000
C -2.89604400 -1.13283300 0.00000000
C -2.89618900 1.13269100 0.00000000
C -1.08901100 -2.88277400 0.00000000
C -1.08901100 2.88263300 0.00000000
C 1.08901100 -2.88262900 0.00000000
C 1.08901100 2.88277000 0.00000000
C 2.89619400 -1.13268800 0.00000000
C 2.89604800 1.13283000 0.00000000
C -2.42772400 -2.44844700 0.00000000
C -2.42776700 2.44830900 0.00000000
C 2.42776600 -2.44831100 0.00000000
C 2.42772200 2.44844800 0.00000000
C -4.26026800 -0.68753300 0.00000000
C -4.26036800 0.68731000 0.00000000
C -0.68129900 -4.27776900 0.00000000
C -0.68142300 4.27767200 0.00000000
C 0.68142500 -4.27767100 0.00000000
C 0.68130100 4.27776900 0.00000000
C 4.26036500 -0.68731500 0.00000000
C 4.26026400 0.68753800 0.00000000
H -1.09988600 0.00015100 0.00000000
H 1.09988500 -0.00015800 0.00000000
H -3.19164600 -3.22081100 0.00000000
H -3.19172100 3.22066300 0.00000000
H 3.19172100 -3.22066400 0.00000000
H 3.19164600 3.22081000 0.00000000
H -5.11723000 -1.34805000 0.00000000
H -5.11733600 1.34780700 0.00000000
H -1.35301100 -5.12739200 0.00000000
H -1.35313400 5.12728400 0.00000000
H 1.35313600 -5.12728300 0.00000000
H 1.35301400 5.12739100 0.00000000
H 5.11733400 -1.34781000 0.00000000
H 5.11722500 1.34805600 0.00000000
构建 input 文件:
&control
qctype = "gaussian"
task = "numfreq"
fxyz = "porphine-s1.com" symm = .false.
dx = 0.01
/
任务计算完成后会生成 PES-0 文件夹，文件夹内有 numfreq-es.out 文件
3. 振动分析(EVC)
将以上计算得到的 porphine-s0.log、porphine-s1.log、porphine-s0.fchk、porphine-s1.fchk 和 numfreq-es.out 文件放入同一目录下。构建 momap.inp 文件，evc 部分添加关键词:ftdipd = “numfreq-es.out”。如下所示:
do_evc = 1 # 1 表示开启dushin计算，0 表示关闭
&evc
ffreq(1) = "porphine-s0.log" #基态结果的日志文件
ffreq(2) = "porphine-s1.log" #激发态结果的日志文件
ftdipd = "numfreq-es.out" #DIP计算输出文件
sort_mode = 1 #模式
/
计算完成后得到 evc.cart.dat 和 evc.cart.dip，这两个文件将于用后续计算。
4. 辐射速率
本部分计算在 porphine/kr/ 目录下
辐射速率输入文件 momap.inp:
do_spec_tvcf_ft = 1 #1 表示开启计算磷光关联函数
do_spec_tvcf_spec = 1 #1 表示开启计算磷光光谱
&spec_tvcf #描述计算内容
DUSHIN .t. #是否考虑 Duschinsky 转动(t 开启，f 关闭)
Temp 300 #温度
tmax 3000 fs #积分时间
dt 0.01 fs #积分步长
Ead 0.083121346 au #绝热激发能
EDMA 0.025417 debye #吸收跃迁偶极矩
EDME 0.378704 debye #发射跃迁偶极矩
DSFile "evc.cart.dat" #定义读取的 evc 文件名
DDplFile "evc.cart.dip" #定义读取的 dip 文件名
Emax 0.3 au #定义光谱频率范围上限
dE 0.00001 au #定义输出能量间隔
logFile "spec.tvcf.log" #定义输出 log 文件名
FtFile "spec.tvcf.ft.dat" #定义输出的关联函数文件名
FoFile "spec.tvcf.fo.dat" #谱函数输出文件
FoSFile "spec.tvcf.spec.dat" #归一化的光谱输出文件
/
把 momap.inp 文件、nodefile 文件和 EVC 部分计算得到的 evc.cart.dat 和 evc.cart.dip 文件 放置于同一目录，运行以下命令进行计算:
momap –input momap.inp –nodefile nodefile