强光物质耦合 regime 下大分子聚合体激发态的 FMO-LC-TDDFTB 方法

我们提出了一种新方法，用于计算微腔中光子模式与由数百个分子片段组成的大型分子聚集体之间的强光物质耦合。为此，我们将片段分子轨道长程校正时序密度泛函紧致结合方法与广义塔维斯-库姆斯哈密顿量相结合。我们采用一种由所有分子片段的局部激发态和电荷转移态构建的准二面体基构建激子哈密顿量。为了计算极化态，我们将准二面体基扩展到包括微腔的光子态，并推导并实现局部激发态与腔态之间的耦合，构建包含分子间激子耦合的塔维斯-库姆斯哈密顿量。随后，我们通过模拟电场极化对 125 个单体的四烯聚集体的极化谱的影响来展示我们方法的能力。此外，我们通过比较三个不同四烯簇的光谱来研究上、下极化分支分裂随系统规模的依赖性。我们还研究了大型四烯聚集体在 x、y 和 z 方向的电场极化下的极化色散。我们新方法的方法可以促进未来研究由数百个分子组成的复杂分子系统中受强光物质耦合影响的激子动力学。