低标度电子结构方法及其在共轭体系中的应用

本项目以研究有重大应用前景的有机共轭材料体系的光电性质为目标，利用定域关联方法发展包含电子关联效应、可以处理大尺寸有机共轭分子激发态的低标度乃至线性标度电子结构方法，自主开发相应的计算程序，并且利用发展的方法和程序研究各种有机共轭分子体系（如polyene， PPV等）的光电性质，研究这类分子的电子结构、激发态结构、非线性光学性质等理论和实验上关心的各种问题如电子关联效应、激子尺寸和束缚能、非线性极化率等。从理论上研究、比较各种常见共轭体系的光电性质，研究不同因素对这类体系光电性质的影响，为相关的理论问题提供解答，为相关的实验工作提供理论解释和指导。

有机共轭材料具有优良的光电性质, 因而具有重大应用前景。有机共轭体系的电子结构是从理论上研究有机共轭材料的光电性质及应用前景的重要内容和基础。定域关联方法可以包含电子相关效应且具有理想的计算标度、可以处理大尺寸有机共轭分子激发态。我们以研究有机共轭体系的激发态电子结构和光电性质为目标，自主开发了一系列基于半经验哈密顿量的电子结构计算程序，可以用来研究有机共轭体系的基态和激发态电子结构。由于采用了定域关联方法，计算标度比通常的方法大大改进，从而可以用来研究大尺寸有机共轭分子体系。我们利用从头计算方法和第一性原理方法研究了有机共轭体系的电子相关效应对非线性光学性质的影响，提出了电子相关效应的“阻尼”效应（damping effect）。我们研究了稀土材料的能量转移过程、激发态性质和合成、结构、光学性质等，取得了一系列重要成果。