基于第一性原理模拟的推-拉型分子 J-聚集体光学激发中的固态效应
材料科学
2018-09-25 v1
摘要
J-聚集体是一类表现出增强光相互作用的低维分子晶体。这些体系显示出有趣的光学性质，例如相对于相应单体光谱出现增强且窄化的红移吸收峰（J 带）。从理论上研究 J-聚集体中光学激发的需求有两方面：仍缺乏详尽的第一性原理描述，且近期人们对理解 J 带本质（特别是其形成所涉及的集体机制）的兴趣重新上升。本工作中，我们研究由有机推-拉型发色团有序排列构成的 J-聚集体分子晶体的电子与光学性质。利用含时密度泛函理论方法，我们评估了从块体到低维晶体结构时分子堆积在 J 带增强与红移中的作用以及限域对光吸收的影响。我们模拟了从块体晶体提取的不同构型（即单体、二聚体、聚合物链和单层片）的光吸收。通过分析 J 带相关的诱导电荷密度，我们得出结论：它是一种沿平行线性链离域的纵向激发，其总体红移源于相互竞争的耦合机制——一些给出红移，另一些给出蓝移——这些机制源自跃迁密度间的耦合和单粒子能级的重整化。
引用
@article{arxiv.1809.08563,
title = {Solid-State Effects on the Optical Excitation of Push-Pull Molecular J-Aggregates by First-Principles Simulations},
author = {Michele Guerrini and Arrigo Calzolari and Stefano Corni},
journal= {arXiv preprint arXiv:1809.08563},
year = {2018}
}
备注
This is the published version of the work, distributed under the terms of the ACS AuthorChoice licence https://pubs.acs.org/page/policy/authorchoice_termsofuse.html