荧光基本原理.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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,1,荧光发光原理,2,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,3,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,kF,荧光过程速率常数，由物质粒子本身决定,发射荧光光子数,吸收光子数,4,波长,强度,吸收光谱,波长,强度,荧光光谱,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,5,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,6,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。,7,2,8,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。,基态的分子有平面对称性，但在激发态对称性被破坏，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,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。,9,