Direkte nichtadiabatische Simulationen der fotoinduzierten Ladungsübertragungsdynamik

Wir wenden direkte nichtadiabatische Dynamik-Simulationen an, um fotoinduzierte Ladungsübertragungsreaktionen zu untersuchen. Unser Ansatz basiert auf der gemischten quanten-klassischen Methode der Fewest Switches Surface Hopping (FSSH), die das übertragende Elektron durch zeitabhängige Dichtefunktionaltheorie und die Kerne klassisch behandelt. Der fotoinduzierte angeregte Zustand wird als übertragendes Einzel-Elektron modelliert, das zunächst das LUMO des Donormoleküls/-teils besetzt. Diese Einzelteilchen-Wellenfunktion wird dann quantenmechanisch propagiert, indem die zeitabhängige Schrödinger-Gleichung in der Basis der instantanen Molekülorbitale (MOs) des gesamten Systems gelöst wird. Die nichtadiabatischen Übergänge zwischen elektronischen Zuständen werden mithilfe des FSSH-Ansatzes innerhalb der klassischen Bahn-Approximation modelliert. Wir wenden diesen Ansatz an, um die fotoinduzierte Ladungsübertragungsdynamik in einigen gut charakterisierten molekularen Systemen zu simulieren. Unsere Ergebnisse stimmen hervorragend mit sowohl den experimentellen Messungen als auch den hochrangigen (aber kostspieligen) theoretischen Ergebnissen überein.