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应用范例一：

原子精密石墨烯纳米带(GNR)的固有光电特性在很大程度上仍未被探索，因为在其上生长的金属衬底会产生发光猝灭效应。本文用原子尺度的空间分辨率探测了金属表面合成的GNRs的激子发射，为研究石墨烯纳米结构中激子、振子和拓扑结构之间的相互作用提供了一条途径。

高斯软件的作用：
光学和电子(dI/dV)信号相似的空间依赖性(即在GNR末端强而在中间弱)表明荧光过程涉及末端态。为了阐明这些末态的作用，进行了(7, 16)AGNR的时变密度泛函理论(TDDFT)计算，其中左侧边缘是"饱和"的，由于这种半饱和带的电子结构具有开壳层的特性，通过自旋不受限制的双重态DFT计算获得了基态密度。

图注：（E）使用TDDFT计算得到的与D0 → D1（左侧）和D0 → D4（右侧）跃迁相关的过渡电子密度。跃迁电子密度是与电子跃迁相关的振荡部分电子密度，显示为等值面，其中颜色表示密度的符号（相位）。

参考文献：
Topologically localized excitons in single graphene nanoribbons. S. Jiang, et al. Science, 2023, 379(6636): 1049-1054.

应用范例二：

了解电荷如何在序列控制分子中传播一直是一项艰巨的挑战，因为同时需要控制良好的合成和控制良好的取向。本文报告了一种电驱动的同时合成和结晶方法，作为一种通用策略来研究组成和序列控制的单分子层和单聚合物层的电导。展示了一种有前景的方法来释放超丰富的各种电气参数，并优化多电平电阻器件的功能和性能。

高斯软件的作用：
理论计算使用Gaussian 16程序进行。所研究的复合物结构在B3LYP-D3/def2-SVP理论水平上进行了完全优化。在相同水平上计算了优化结构的振动频率。通过验证所有振动频率为实数，将结构确定为位于势能面上的局部能量最小值。通过理论计算，包括HOMO和LUMO，来研究所研究化合物的分子轨道能级。

图注：钌配合物的理论计算。钌自组装单体的理论长度(a)，钌迭代单体的理论长度(b)，以及通过氧化反应得到的二聚体(c)或还原反应得到的二聚体(d)。

参考文献：
Composition and sequence-controlled conductance of crystalline unimolecular monolayers. J. Wang, et al. Sci. Adv. 2023, 9(24): eadh0667. DOI: 10.1126/sciadv.adh0667.

应用范例三：

稳定的深蓝色多共振发射体，对于广色域有机发光二极管非常有吸引力。然而，由于空间上靠近的氢原子之间的空间排斥作用，会扭曲多共振骨架，导致光谱变宽和分子不稳定性问题。本研究在一个嵌入咔唑的多共振模型发射体中策略性地引入一个间甲基硼锁定单元，减轻了氢原子之间的排斥作用，同时增强了阴离子状态下对位的弱碳氮键，为感光器件提供了高达33.9%的最大外部量子效率。此外，在稳定器件中实现了LT97（衰减到初始亮度的97%所需时间）为178小时，其LT97时间几乎比模型发射体长20倍，即使模型发射体的发射波长有明显的红移。

高斯软件的作用：
理论计算采用高斯16软件在PBE0/6-31G(d,p)水平上进行了所有分子的基态几何和含时密度泛函理论(TD-DFT)计算。

图注：晶体结构和理论计算。(A) DABNA-1、DMAC-BN、PXZ-BN、BCz-BN和DBCz-Mes的晶体结构。数字表示相邻C─H之间的扭转角。(B) BCz-BN及其锁定类似物进行的计算模拟发射光谱。a.u.，任意单位。(C) 不同锁定方法的化合物的分子结构、前线分子轨道（FMO）分布、在PBE0/6-31G(d,p)水平上计算得到的激发态和发射性质；λ，重组能。

参考文献：
Improving the stability and color purity of a BT.2020 blue multiresonance emitter by alleviating hydrogen repulsion. X. Wang, et al. Science Advances, 2023, 9(19): eadh1434. DOI: 10.1126/sciadv.adh1434

应用范例四：

受细胞膜中重要生物活动中发挥重要作用的光门控离子通道的启示，本研究开发了一种由共轭微孔聚合物构成的人工光门控离子通道膜。通过从单体分子结构的底层设计和电聚合方法，在分子水平上精确控制了膜孔尺寸和厚度。获得的膜具有均匀的孔径和高度敏感的光开关响应。

高斯软件的作用：
azoCMP膜的基本孔单元的孔径大小和几何结构通过使用Gaussian 16中的密度泛函理论模拟，采用B3LYP泛函进行了优化和计算，应用了6-311 g++基组函数。

图注：人工光门控离子通道膜的“自下而上”设计策略示意图。(A) 合成的azo-CMP单体的顺反顺可逆异构化。(B) azo-CMP膜的基本孔结构。

参考文献：
Conjugated microporous polymer membranes for light-gated ion transport. Z. Zhou, et al. Science Advances, 2022, 8(24): eabo2929. DOI: 10.1126/sciadv.abo2929