中文摘要：

半经验量子化学方法是从头计算法的必要补充，具有模型简单，物理图像清晰，结果定性正确、计算量相对较小等诸多优点。本项目发展了基于不等性杂化原子轨道的MM/VB模型，实现了平面与非平面共轭分子的统一描述，能够获得基态与激发态的能量及其梯度。对于共轭分子骨架因张力与空间位阻效应所造成的非平面扭曲也能正确描述。结合DMRG方法，可以实现纳米尺度一维与准二维共轭大分子的计算，获得正确的结构、能量与波函数等重要信息。基于MM/VB模型，发展了一种非绝热近似分子动力学方法，可以描述处于激发态的共轭分子的态-态转变。该方法基于始态与终态电子波函数的同时含时演化与分子骨架的经典力学轨迹描述。在锥形交叉点附近，VB模型的电子波函数具有多参考性质，且能够表达始态与终态的非绝热耦合。考虑到VB模型哈密顿的紧邻近似特点，电子波函数含时演化计算采用新近发展的Split Operator近似算法，使电子波函数时间演化的计算量仅随共轭键数目而近似线性增加。上述计算方案中避免了能量本征值的计算，使计算效率进一步提高，从而可以对更高的激发态和更大的体系进行非绝热分子动力学模拟。