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
郭强完成签到,获得积分10
刚刚
小机灵鬼发布了新的文献求助10
刚刚
可靠苞络发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
研友_ngqKg8发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
Shuang完成签到,获得积分10
3秒前
lemon完成签到 ,获得积分10
3秒前
白纸完成签到,获得积分20
4秒前
5秒前
科研通AI6.3应助jane采纳,获得10
5秒前
fairy112233发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
7秒前
8秒前
清漪发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
9秒前
思源应助吴嘻嘻采纳,获得10
9秒前
结实元发布了新的文献求助30
10秒前
胖胖玩啊玩完成签到 ,获得积分10
10秒前
planA完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
无限的以云完成签到,获得积分20
12秒前
13秒前
酷酷迎曼发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
Shuang发布了新的文献求助10
14秒前
momi发布了新的文献求助10
15秒前
kk完成签到,获得积分10
16秒前
SciGPT应助Geopoison采纳,获得10
17秒前
自由的微风完成签到,获得积分10
17秒前
烟花应助Newky采纳,获得10
17秒前
17秒前
一直完成签到,获得积分10
18秒前
柠檬完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
xiangfan发布了新的文献求助10
19秒前
末末完成签到,获得积分10
19秒前
华仔应助zc采纳,获得20
19秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth 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
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
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 6019159
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7611726
关于积分的说明 16161197
捐赠科研通 5166855
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2765466
邀请新用户注册赠送积分活动 1747189
关于科研通互助平台的介绍 1635490