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从轨道分析到主动学习:加速 TADF 发光材料设计的集成策略

材料科学 2025-12-09 v1 化学物理

摘要

热活性延迟荧光(TADF)发光材料必须满足两个相互竞争的要求:小的基态-三线态能量差以实现热力学上升转换,以及充分的轨道耦合以实现快速的反向介导激发态转换。准确预测这些性质需要高昂的计算成本。我们采用经验证的半经验方法(GFN2-xTB 几何构型,sTDA/sTD-DFT-xTB 激发态)在747个分子上,结合来自自然过渡轨道分析的电荷转移描述符。空穴-电子空间重叠度成为关键预测因子,仅针对三线态贡献了21%的特征重要性。我们的最佳模型(支持向量回归)在 ΔEST\Delta E_{ST} 上达到MAE = 0.024 eV 和 R2 = 0.96。主动学习相比随机抽样约减少25%的数据即可达到目标精度。探索了三个应用领域:生物成像的近红外发射探针、光催化 sensitizers,以及光电探测的快速响应材料。

关键词

引用

@article{arxiv.2512.06029,
  title  = {From orbital analysis to active learning: an integrated strategy for the accelerated design of TADF emitters},
  author = {Jean-Pierre Tchapet Njafa and Steve Cabrel Teguia Kouam and Patrick Mvoto Kongo and Serge Guy Nana Engo},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2512.06029},
  year   = {2025}
}

备注

5 pages, 4 figures, 1 table, 1 ESI of 6 pages