Learning Intermolecular Electronic Coupling with Molecular-Orbital-Based Descriptors

分子间力 激发态 联轴节(管道) 电子转移 分子轨道 原子轨道 电子结构 激发 轨道重叠 学习迁移 化学 化学物理 物理 分子物理学 原子物理学 计算机科学 电子 材料科学 人工智能 分子 计算化学 量子力学 物理化学 冶金
作者
Jingheng Deng,Jiayi Liang,Shuming Bai
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry Letters [American Chemical Society]
卷期号:: 12551-12560
标识
DOI:10.1021/acs.jpclett.4c03080
摘要

Electronic coupling is the key parameter to determine the rate of intermolecular electron transfer and energy transfer at excited states. When excited states are involved, the couplings are state-specific, as they originate from the interactions between different molecular orbitals (MOs). Based on the MO overlap description of the electron transfer (ET) and excitation energy transfer (EET) couplings taken as the domain knowledge, here we propose a graphic molecular orbital (MO) based descriptor to predict intermolecular electronic couplings. As the MOs are characterized by the spatial distribution of their wave functions, namely, the size and sign of the lobes, we transform the grid points of a MO into two feature vectors containing the quantum and spatial information. Then, inspired by the MO overlap description of the electronic couplings, we build the descriptors by multiplying the vectors for paired MOs. Together with a deep neural network (DNN) model, we learn the couplings of hole transfer (HT), electron transfer (ET), and Dexter energy transfer (DET). For the couplings of naphthalene dimers, high accuracy of learning is achieved by our approach compared with the results from quantum chemical (QC) calculations with a small size of training data. Therefore, the MO-pair-based descriptor shows the ability to characterize MO interaction for the high performance learning of electronic couplings and implies the potential of this strategy for other state-specific properties of excited molecular systems.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
香蕉觅云应助sjr采纳,获得10
刚刚
年轻的馒头完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
打打应助闲之野鹤采纳,获得10
3秒前
迅速随阴完成签到 ,获得积分10
3秒前
思源应助安静的幼旋采纳,获得10
3秒前
肥膘肘子完成签到,获得积分10
4秒前
务实涔雨发布了新的文献求助10
5秒前
自信的谷蕊完成签到,获得积分20
6秒前
6秒前
6秒前
思源应助myy采纳,获得10
7秒前
科研通AI6.2应助TeeteePor采纳,获得10
7秒前
何1发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
JamesPei应助wangjuan采纳,获得10
8秒前
pudding发布了新的文献求助30
8秒前
无极微光应助小懒采纳,获得20
8秒前
9秒前
9秒前
LYZ发布了新的文献求助10
10秒前
唠叨的安荷完成签到 ,获得积分10
11秒前
笑点低的自行车完成签到,获得积分10
12秒前
姒嵛完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
13秒前
13秒前
Ming发布了新的文献求助10
13秒前
Gakay发布了新的文献求助10
13秒前
英姑应助哦222采纳,获得10
15秒前
15秒前
16秒前
16秒前
17秒前
KENNIS完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
17秒前
小蘑菇应助zimuxinxin采纳,获得10
17秒前
矮小的白猫完成签到 ,获得积分10
18秒前
高分求助中
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 5000
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 3000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Propeller Design 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 1500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 纳米技术 化学工程 生物化学 物理 计算机科学 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 冶金 细胞生物学 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6011205
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7559747
关于积分的说明 16136440
捐赠科研通 5157970
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2762598
邀请新用户注册赠送积分活动 1741303
关于科研通互助平台的介绍 1633583