本华算科技激发态计算TDDFTCASPT2EOM-CC阐述了其在预测、光催化反应机制解析、材料设计等领域的应用。

激发态是指原子或分子吸收后，电子从基态跃迁到更高能级的量子状态。激发态计算的核心目标是根据量子力学原理，电子激发涉及多体波函数的演化，需通过近似方法求解薛定谔方程。

这一过程满足能量守恒，并伴随偶极矩、极化率等性质的变化。

波函数理论（如、MRCI）直接处理电子关联效应，但计算成本高昂；密度泛函理论扩展（如TDDFT）通过电子密度演化模拟激发过程，兼顾效率与精度。

动态关联效应：非绝热耦合：溶剂化效应：DOI:10.1063/1.240842含时密度泛函理论是目前最为流行的激发态计算方法，耗时不比CI多很多，而精度明显提升。

对于一般的价层激发，6-31G*是底限，6-311G*或def2-TZVP更好；对于里德堡激发或阴离子体系，则需要添加弥散函数。

TDDFT对于，和B3LYP表现较好，误差约0.1~0.3eV

三重态激发M06-2X对于，范围分离泛函如、wB97XD更为适合。

的主要局限性在于无法准确处理多电子激发、电荷转移激发和里德堡态，以及对锥形交叉区域的描述不佳。

激发态计算的应用领域

激发态计算最为常见的应用是预测和指认各种电子光谱，包括紫外–可见吸收光谱(UV-Vis)、荧光光谱、磷光光谱、圆二色光谱(CD)和电化学发光(ECL)光谱等。

DOI:10.1038/s41467-022-35015-9

光化学反应机理研究

激发态计算可以揭示光化学反应的机理，包括光解离、光异构化、光聚合等过程。通过优化激发态势能面，定位极小点和锥形交叉点，可以确定光化学反应的路径和能垒。

顺式偶氮苯的光异构化过程可以通过激发态计算和非绝热动力学模拟进行研究。DOI: 10.1038/s41524-025-01636-z

光功能材料设计

包括有机发光二极管材料、荧光探针、光催化剂、光伏材料等。

对于材料，单重态–三重态能隙(ΔEₛₜ)是影响器件效率的关键参数，可以通过计算获得。对于光催化剂，激发态氧化还原电位、激发态寿命和系间窜越效率决定了其催化活性。

总结

从最简单的CIS方法到高级的多参考方法，从小分子到大体系，激发态计算方法不断发展，精度不断提高，应用范围不断扩大。