溶液光化学反应的QM(AIMS)/MM非绝热动力学模拟

The photo-induced chemical and physical reactions as the basic process has been widely used in biological systems, functional materials, and energy field. It has been fascinated scientists for decades since the exploring of the photo-reaction mechanism is the frontiers of the research area. In the present work, the combined quantum and molecular mechanics are used to investigate the non-adiabatic effects and the reaction mechanism of the photo-reaction in solution. What’s more, we will employ the modified ab initio multi spawning (AIMS) method based on the multi-state second order perturbation theory (MSPT2) with analytical non-adiabatic coupling to investigate the behaviors of the photoreaction in solution which involve dramatic electronic dynamic correlation effect, such as charge transfer, Rydberg state.

光诱导的化学和物理变化作为最基本的物理化学过程，在生命过程、环境保护和功能材料诸多领域有着广泛的应用。光化学反应机理的探索作为活跃的前沿研究领域，倍受实验和理论化学工作者的关注。本项目将以溶液光化学反应机理为研究主线，以理论计算模拟为主要手段，通过改进“全量子”的AIMS方法以及与分子动力学组合方法，重点解决在复杂环境中光化学反应的非绝热效应和机理问题。改进后的AIMS方法采用MSPT2水平上的解析非绝热耦合矢量，可以有效地考虑电子动态相关能，从而准确、高效地解决复杂环境中涉及电荷迁移、里德堡态的非绝热过程。

光诱导的化学和物理变化作为最基本的物理化学过程，在生命过程、环境保护和功能材料诸多领域有着广泛的应用。光化学反应机理的探索作为活跃的前沿研究领域，倍受实验和理论化学工作者的关注。本项目先是采用AIMS非绝热动力学方法研究了环丁酮在S1态的非遍历性以及乙烯基桥连偶氮苯的光异构化反应机制，推导出在QM/MM图像下MSPT2水平上解析的非绝热耦合矢量，并使之程序化，从而准确、高效地研究了复杂环境中涉及电荷迁移态的PSB3的非绝热过程。此外，采用结合密度泛函理论和非绝热分子动力学方法研究了MoS2吸附的黒磷以及Lewis碱吸附的钙钛矿的电子-空穴复合过程。