基于碎片的方法有效计算金属有机框架的折射率
Marvin Treger1,2, Carolin König2,3, Peter Behrens1,2
1Institute of Inorganic Chemistry, Leibniz University Hannover, Callinstr. 9, 30167 Hannover, Germany. andreas.schneider@acb.uni-hannover.de.
Physical chemistry chemical physics : PCCP
|July 7, 2023
概括
一种新的计算方法有效计算金属有机框架 (MOF) 的折射率 (RI). 这种方法大大加快了设计新型光学材料的计算速度.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 计算化学计算化学
- 光学材料 光学材料
背景情况:
- 对先进光学材料的日益增长的需求需要新的解决方案.
- 由于其模块化结构,金属有机框架 (MOF) 提供可调节的光学特性.
- 准确预测MOF光学特性对于设计新光学系统至关重要.
研究的目的:
- 引入一种有效的理论方法来计算MOF的折射率 (RI).
- 为了验证拟议的基于片段的方法的准确性和计算速度.
主要方法:
- 开发了一种基于片段的方法,将MOF拆分为无机建筑单元和链接器.
- 使用分子密度函数理论 (DFT) 为单个碎片计算了静态极化度.
- 在将该方法应用于24个MOF之前,进行了交换相关功能基准.
主要成果:
- 与传统方法相比,基于碎片的方法实现了高达600倍的加速.
- 与定期DFT计算相比,计算的RI值显示最大偏差低于4%.
- 该方法已经成功地应用于各种MOF,包括基于Zr的MOF和极性伊米达酸框架 (ZIF).
结论:
- 开发的基于碎片的方法提供了一种有效和准确的方法来确定MOF折射率.
- 这种计算工具可以加速光学应用的MOF的发现和设计.
- 这种方法在理论上研究MOF光学特性方面取得了重大进展.
