CN108595906B - 有机发光材料的计算设计系统及方法 - Google Patents

有机发光材料的计算设计系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种有机发光材料的计算设计系统及方法，其中，该系统包括客户端和服务器端，客户端将用户输入的待挖掘的有机发光材料的分子信息发送给服务器端进行计算分析，服务器端向客户端返回计算分析结果，客户端接收计算分析结果并以展示给用户，服务器端接收客户端发送的用户反馈结果并根据计算分析结果和用户反馈结果生成分子性能计算/采集报告。该系统能够高效地计算有机发光材料的光物理性质及分子结构性能关系，有效地提高了有机发光材料的开发效率，具有广阔的应用前景，还可以推广到其他各种功能材料的筛选设计中。

Description

有机发光材料的计算设计系统及方法
技术领域
本发明涉及材料设计技术领域，尤其涉及一种有机发光材料的计算设计系统及方法。
背景技术
自从上世纪80年代开始，先进材料就成为了现代经济增长和高新技术发展的重要支柱之一。随着经济的全球化，各领域国际竞争日趋激烈，新材料及相关工艺研发速度与成本已成为决定以技术知识产权为中心的经济战成败的关键因素。基于计算的材料设计方法正是在这一背景下应运而生。近十多年来，材料计算设计在美国、日本和欧洲受到高度重视，在政府多种计划的持续支持下快速发展，发达国家均把材料计算和模拟列入其发展战略中优先部署的领域，例如美国的“材料基因组计划”。“材料基因组工程”与“人类基因组工程”类似，通过高通量的第一原理性计算，结合已知的实验数据，计算尽可能多的真实或未知材料，建立起化学组分、晶体/分子结构和各种物性的数据库，并利用信息学和统计学方法，通过数据挖掘探索材料结构与性能之间的关系，为材料设计提供更多信息，拓宽材料筛选范围，集中筛选目标，缩短性质优化和测试周期，从而加速材料研究的创新。
有机发光材料由于其自身的加工优势、特异的功能特性，得到了广泛的应用，如有机显示与照明、有机光探测、化学/生物传感和有机太阳能电池等，因此在全世界范围内科学界和工业界均掀起了研究热潮，成为国际上一个十分活跃的领域。而深入研究有机发光材料需研究其辐射以及内转换、系间窜越等激发态无辐射能量弛豫过程，并需要进一步考虑其辐射、无辐射过程所受到的材料聚集状态的影响。上诉过程一般难以直接通过实验定量分析其各种能量弛豫通道贡献的比例，故而更加难以得到分子结构与发光效率之间的对应关系。而随着材料计算设计的不断发展以及计算机性能的不断提高，从计算上对有机发光材料进行研究能够缩短研究周期，降低研究成本，并能够提供更加深入和细致的分析与指导。但目前，尚缺少一种高效的有机发光材料的计算设计系统与方法，对材料进行高效计算和挖掘。
发明内容
本发明的目的旨在至少在一定程度上解决上述的技术问题之一。
为此，本发明的第一个目的在于提出的有机发光材料的计算设计系统，客户端将用户输入的待挖掘的有机发光材料的分子信息发送给服务器端进行计算分析，服务器端向客户端返回计算分析结果，客户端接收计算分析结果并以展示给用户，服务器端接收客户端发送的用户反馈结果并根据计算分析结果和用户反馈结果生成分子性能计算/采集报告。该系统能够高效地计算有机发光材料的光物理性质及分子结构性能关系，有效地提高了有机发光材料的开发效率，具有广阔的应用前景，还可以推广到其他各种功能材料的筛选设计中。
为此，本发明的第二个目的在于提出一种有机发光材料的计算设计方法。
为了实现上述目的，本发明第一方面实施例的有机发光材料的计算设计系统，所述计算设计系统包括客户端和服务器端；
所述客户端，用于接收用户输入的有机发光材料的分子信息，并向服务器端发送所述分子信息，其中，所述分子信息包括分子结构和多项光物理性质；
所述服务器端，用于接收客户端发送的所述分子信息，根据所述分子信息确定所述有机发光材料的各项光物理性质的分子结构性能关系，对所述各项光物理性质和各个分子结构性能关系进行标准化处理，向客户端发送标准化处理后的各项光物理性质和各个分子结构性能关系；
所述客户端，还用于接收服务器端发送的各项光物理性质和各个分子结构性能关系并展示给用户，以及接收用户对各个分子结构性能关系的用户反馈结果，并向服务器端发送用户对各个分子结构性能关系的用户反馈结果；
所述服务器端，还用于接收客户端发送的用户对各个分子结构性能关系的用户反馈结果，根据标准化处理后的分子结构性能关系和用户反馈结果，生成分子性能计算/采集报告。
为了实现上述目的，本发明第二方面实施例的有机发光材料的计算设计方法，包括：
所述客户端接收用户输入的有机发光材料的分子信息，并向服务器端发送所述分子信息，其中，所述分子信息包括分子结构和多项光物理性质；
所述服务器端接收客户端发送的所述分子信息，根据所述分子信息确定所述有机发光材料的各项光物理性质的分子结构性能关系，对所述各项光物理性质和各个分子结构性能关系进行标准化处理，向客户端发送标准化处理后的各项光物理性质和各个分子结构性能关系；
所述客户端还接收服务器端发送的各项光物理性质和各个分子结构性能关系并展示给用户，以及接收用户对各个分子结构性能关系的用户反馈结果，并向服务器端发送用户对各个分子结构性能关系的用户反馈结果；
所述服务器端还接收客户端发送的用户对各个分子结构性能关系的用户反馈结果，根据标准化处理后的分子结构性能关系和用户反馈结果，生成分子性能计算/采集报告。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中，
图1为本发明一实施例的有机发光材料的计算设计系统的结构示意图；
图2为本发明另一实施例的有机发光材料的计算设计系统的结构示意图；
图3为示例性的材料性质数据库的全局ER图；
图4为示例性的数据管理单元的工作原理的流程示意图；
图5为示例性的分子电子态/振动态信息计算单元的工作原理的流程示意图；
图6为本发明一实施例的有机发光材料的计算设计方法的流程示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图描述本发明实施例的有机发光材料的计算设计系统及方法。
图1为本发明一实施例的有机发光材料的计算设计系统的结构示意图。
如图1所示，本实施例的有机发光材料的计算设计系统，包括客户端和服务器端。
具体地，客户端，用于接收用户输入的有机发光材料的分子信息，并向服务器端发送分子信息。
举例来说，客户端向用户提供一显示界面，用户通过查看显示界面上的引导信息，用户向客户端输入待挖掘的有机发光材料的分子信息。具体地，需要输入的分子信息包括待挖掘的有机发光材料的分子结构和各项光物理性质，但并不限于此。
在本实施例中，客户端和服务器端通信连接，客户端和服务器端可以进行双向数据传输。举例来说，客户端将用户输入的待挖掘的有机发光材料的分子信息发送给服务器端进行计算分析，服务器端向客户端返回计算分析结果，客户端接收计算分析结果并以展示给用户，如计算分析结果展示在客户端的用户界面上，以可视化展示形式提供给用户。具体地，服务器端，用于接收客户端发送的分子信息，根据分子信息确定有机发光材料的各项光物理性质的分子结构性能关系，对各项光物理性质和各个分子结构性能关系进行标准化处理，向客户端发送标准化处理后的各项光物理性质和各个分子结构性能关系。
在本实施例中，服务器端具有强大的数据分析处理能力，将待挖掘的有机发光材料的分析信息输入到服务器端，服务器端通过调用相关算法或模型处理待挖掘的有机发光材料的分析信息，并输出相应的计算分析结果。
在材料学中，材料结构不同，其表现出来的性能也不同，此外，需要从多个角度评价材料，即材料存在多个性能。设计材料时，最终是要找出材料结构与其性能之间的关系。在本实施例，服务器端输出的计算分析结果至少包括各项光物理性质的分子结构性能关系。需要指出的是，本实施例中的分子结构性能关系可以理解为分子结构与光物理性质之间的关系。用户输入的多个光物理性质时，对每个光物理性质，服务器端都会挖掘分子结构与该光物理性质之间的关系。
在本实施例中，在服务器端得到各项光物理性质的分子结构性能关系，接着对各项光物理性质和各个分子结构性能关系进行标准化处理，向客户端发送标准化处理后的各项光物理性质和各个分子结构性能关系。具体地，在向客户端返回数据之前，服务器端对所返回的数据进行标准化处理，保证客户端所接收到的数据的可靠性。
具体地，客户端，还用于接收服务器端发送的各项光物理性质和各个分子结构性能关系并展示给用户，以及接收用户对各个分子结构性能关系的用户反馈结果，并向服务器端发送用户对各个分子结构性能关系的用户反馈结果。
举例来说，客户端将从服务器端接收的返回数据通过显示界面展示给用户，针对每项光物理性质，用户自助分析服务器端计算的对应的分子结构性能关系是否符合预期，并向客户端输入对该分子结构性能关系的用户反馈结果。
具体地，服务器端，还用于接收客户端发送的用户对各个分子结构性能关系的用户反馈结果，根据标准化处理后的分子结构性能关系和用户反馈结果，生成分子性能计算/采集报告。
举例来说，服务器端通过调用相关算法或模型处理标准化处理后的分子结构性能关系和用户反馈结果，根据处理结果生成分子性能计算/采集报告。
下面结合图1，对服务器端进行内部结构和功能进行详细介绍。
服务器端包括数据存储层、高性能计算/数据挖掘层以及数据应用分析层，数据存储层分别与高性能计算/数据挖掘层、数据应用分析层连接，高性能计算/数据挖掘层与数据应用分析层连接。
其中，数据存储层，用于接收客户端发送的有机发光材料的分子信息，以及对分子信息进行标准化处理，并对标准化处理后的分子结构进行判断，根据判断结果向数据应用分析层发送标准化处理后的各项光物理性质和相对应的分子结构性能关系或者向高性能计算/数据挖掘层发送标准化处理后的分子信息，以及接收并存储高性能计算/数据挖掘层发送的标准化处理后的各项光物理性质和相对应的分子结构性能关系。
具体地，数据存储层存储了海量的分子结构以及相对应的分子结构性能关系，若数据存储层中存在与待挖掘的有机发光材料匹配的分子结构以及相对应的分子结构性能关系，则数据存储层将存储的分子结构性能关系直接发送给数据应用分析层进行后续处理；若数据存储层中不存在与待挖掘的有机发光材料匹配的分子结构对应的分子结构性能关系，则数据存储层将待挖掘的有机发光材料的分子信息发送给高性能计算/数据挖掘层进行挖掘分析得到该待挖掘的有机发光材料的分子结构性能关系。同时，接收高性能计算/数据挖掘层的所挖掘的有机发光材料的分子结构性能关系，并建立有机发光材料的分子结构与所挖掘的有机发光材料的分子结构性能关系的映射关系，并存储至数据存储层。
其中，高性能计算/数据挖掘层，用于接收数据存储层发送的标准化处理后的分子信息，对标准化处理后的分子信息进行分析挖掘，得到标准化处理后的各项光物理性质和相对应的分子结构性能关系，并向数据存储层和数据应用分析层发送标准化处理后的各项光物理性质和相对应的分子结构性能关系。
具体地，高性能计算/数据挖掘层一方面将标准化处理后的各项光物理性质和挖掘得到的各个分子结构性能关系发送给数据存储层进行存储，以更新和扩充数据存储层的存储数据。另一方面将标准化处理后的各项光物理性质和挖掘得到的各个分子结构性能关系发送给数据应用分析层进行后续处理。
其中，数据应用分析层，用于接收数据存储层或数据挖掘层发送的标准化处理后的各项光物理性质和相对应的分子结构性能关系，对各项光物理性质和各个分子结构性能关系进行标准化处理，向客户端发送标准化处理后的各项光物理性质和每个光物理性质的分子结构性能关系，以及接收客户端对各个分子结构性能关系的用户反馈结果，根据标准化处理后的各个分子结构功能关系和用户反馈结果，生成分子性能计算/采集报告。
具体地，数据应用分析层一方面向客户端发送有机发光材料的各项光物理性质和每个光物理性质的分子结构性能关系；另一方面，接收客户端对分子结构性能关系的用户反馈结果，并根据分子结构性能关系和用户反馈结果，生成分子性能计算/采集报告。
本实施例提供的有机发光材料的计算设计系统，客户端将用户输入的待挖掘的有机发光材料的分子信息发送给服务器端进行计算分析，服务器端向客户端返回计算分析结果，客户端接收计算分析结果并以展示给用户，服务器端接收客户端发送的用户反馈结果并根据计算分析结果和用户反馈结果生成分子性能计算/采集报告。该系统能够高效地计算有机发光材料的光物理性质及分子结构性能关系，有效地提高了有机发光材料的开发效率，具有广阔的应用前景，还可以推广到其他各种功能材料的筛选设计中。
图2为本发明另一实施例的有机发光材料的计算设计系统的结构示意图。在图1所示的实施例的基础上，下面结合图2，对服务器端中的数据存储层的内部结构以及各个功能单元的功能进行介绍。
在本实施例中，数据存储层包括：数据管理单元和材料性质数据库，数据管理单元与材料性质数据库连接。
在本实施例中，材料性质数据库保存了海量的分子结构、光物理性质、分子结构性能关系、以及分子结构、光物理性质、分子结构性能关系之间的映射关系。
具体地，可以采用分布式的非关系型数据库技术建立材料性质数据库，支持对材料性质数据库中的数据进行增加、删除、查询、修改等功能。
图3为示例性的材料性质数据库的全局ER图。以图3为例，对建立材料性质数据库进行说明。在建立材料性质数据库时，以材料的分子结构集合为中心，该分子结构集合的主键为分子编号，其余键为该分子结构的SMILES结构表示以及InChI结构表示。
由材料的分子结构，可进一步构建分子结构片集合以及分子材料集合。分子结构片集合存储一系列具有某种功能、或者基于相同或相似结构单元衍生物的分子结构，其主键为分子片编号，另一键为分子编号集合。分子材料集合则存储由分子构成的多形态材料及其光物理性质，其主键为材料编号，其余键为该材料的结构文件、数据来源、发光效率、光谱、辐射速率、无辐射速率。
由材料的分子结构，向下关联分子的各电子态的平衡稳定构型集合，并进一步关联电子结构信息集合、振动结构信息集合以及计算所得的光物理性质集合。对于平衡稳定构型集合，其主键为平衡稳定构型编号，其余键为该平衡稳定构型的原子坐标、电子态能量、振动频率、力常数矩阵等。对于电子结构信息集合，其主键为电子结构信息编号，其余键为该跃迁的跃迁能、跃迁偶极矩、自旋轨道耦合、非绝热耦合、重组能等。对于振动结构信息集合，其主键为振动结构信息编号，其余键为模式位移、谐振子重组能、Duschinsky矩阵。对于光物理性质计算集合，其主键为计算编号，其余键为计算参数、光谱、辐射速率、无辐射速率、发光效率等。
在本实施例中，数据管理单元，用于接收客户端发送的有机发光材料的分子信息，以及对分子信息进行标准化处理，并判断标准化处理后的分子结构是否存在于材料性质数据库中，若存在，则判断材料性质数据库中是否包含标准化处理后的光物理性质，若包含，则在材料性质数据库获取与光物理性质对应的分子结构性能关系，并向数据应用分析层发送标准化处理后的各项光物理性质和相对应的分子结构性能关系，若不包含，则向高性能计算/数据挖掘层发送标准化处理后的分子信息，若不存在，则将标准化处理后的分子结构存储至材料性质数据库，以及向高性能计算/数据挖掘层发送标准化处理后的标准化处理后的分子信息，以及接收高性能计算/数据挖掘层发送的标准化处理后的各项光物理性质和相对应的分子结构性能关系并存储至材料性质数据库。
图4为示例性的数据管理单元的工作原理的流程示意图。以图4为例，对数据管理单元的工作原理进行介绍。
数据管理单元的工作原理，包括以下步骤：
S41、数据管理单元接收客户端发送的待挖掘的有机发光材料的分子信息，执行步骤S42。
S42、数据管理单元对接收的待挖掘的有机发光材料的分析信息进行标准化处理，执行步骤S43。
S43、数据管理单元查询材料性质数据库是否已存储与待挖掘的有机发光材料的分子结构匹配的分子结构，若查询结果为是，执行步骤S44，若查询结果为否，执行步骤S45。
S44、数据管理单元接着查询材料性质数据库是否已存储与待挖掘的有机发光材料的光物理性质匹配的光物理性质，若查询结果为是，执行步骤S46，若查询结果为否，执行步骤S47。
S45、将标准化处理后的分子结构存储至材料性质数据库，执行步骤S47。
具体地，当材料性质数据库未存储了待挖掘的有机发光材料的分子结构时，当然材料性质数据库中也不存在相应的分子结构性能关系。对这种情形，先将待挖掘的有机发光材料的分子结构加入到材料性质数据库中，待后续通过数据挖掘层挖掘到该分子结构的分子结构性能关系时，将挖掘到的分子结构性能关系也加入材料性质数据库中，并建立两者之间的映射关系，进而实现材料性质数据库的不断更新、扩充，有利于有机发光材料的高效挖掘。
S46、从材料性质数据库获取与待挖掘的有机发光材料的光物理性质对应分子结构性能关系，并发送给数据应用分析层。
具体地，当材料性质数据库已存储了与待挖掘的有机发光材料的光物理性质对应分子结构性能关系，这时无需利用高性能计算/数据挖掘层来挖掘待挖掘的有机发光材料的分子结构性能关系，只需从材料性质数据库获取与待挖掘的有机发光材料的光物理性质对应分子结构性能关系，从而缩短有机发光材料的开发周期，提升有机发光材料的挖掘效率。
S47、向高性能计算/数据挖掘层发送标准化处理后的标准化处理后的分子信息，执行步骤S48。
具体地，当材料性质数据库中未存储待挖掘的有机发光材料的分子结构或光物理性质时，说明材料性质数据库中也为存储相应的分子结构性能关系。这时就需要利用高性能计算/数据挖掘层来挖掘相应的分子结构性能关系。
S48、接收高性能计算/数据挖掘层发送的标准化处理后的各项光物理性质和相对应的分子结构性能关系并存储至材料性质数据库。
具体地，将标准化处理后的各项光物理性质和相对应的分子结构性能关系存储至材料性质数据库之后，建立待挖掘的有机发光材料的分子结构、标准化处理后的各项光物理性质和相对应的分子结构性能关系的映射关系，这样，材料性质数据库得到不断更新，有利于缩短有机发光材料的开发周期，提升有机发光材料的挖掘效率。
图2为本发明另一实施例的有机发光材料的计算设计系统的结构示意图。在图1所示的实施例的基础上，下面结合图2，对服务器端中的高性能计算/数据挖掘层的内部结构以及各个功能单元的功能进行介绍。
在本实施例中，高性能计算/数据挖掘层包括：作业协同管理单元、分子电子态/振动态信息计算单元、光物理性质计算单元以及分子结构性能分析挖掘单元，作业协同管理单元分别与分子电子态/振动态信息计算单元、光物理性质计算单元以及分子结构性能分析挖掘单元连接，分子电子态/振动态信息计算单元与光物理性质计算单元连接，光物理性质计算单元与分子结构性能分析挖掘单元连接。
其中，作业协同管理单元，用于接收数据存储层发送的标准化处理后的分子信息，根据计算流程给分子电子态/振动态信息计算单元、光物理性质计算单元以及分子结构性能分析挖掘单元分配计算资源。
在本实施例中，为避免强占计算资源导致服务器的性能大幅下降，本实施例设置作业协同管理单元来管理计算资源。
对高性能计算/数据挖掘层来说，计算流程为：先分子电子态/振动态信息计算单元进行计算，再光物理性质计算单元进行计算，最后分子结构性能分析挖掘单元进行计算，根据该计算流程，作业协同管理单元给各个单元分配计算资源。
其中，分子电子态/振动态信息计算单元，用于接收数据存储层发送的标准化处理后的分子信息中的分子结构，以及采用第一原理性计算方法优化分子结构对应的平衡稳定构型，得到有机发光材料的电子结构信息、振动结构信息，并向光物理性质计算单元发送电子结构信息和振动结构信息。
图5为示例性的分子电子态/振动态信息计算单元的工作原理的流程示意图。以图5为例，对分子电子态/振动态信息计算单元的工作原理进行介绍。
如图5所示，分子电子态/振动态信息计算单元的工作原理，包括以下步骤：
S51、接收数据存储层发送的标准化处理后的分子信息中的分子结构，执行步骤S52。
S52、利用DFT/TDDFT方法优化分子结构对应的初态/末态平衡稳定构型，得到力常数矩阵、电子结构信息，执行步骤S53。
具体地，DFT/TDDFT方法为一种示例性的第一原理性计算方法，但第一原理性计算方法并不限于此。电子结构信息包括跃迁偶极矩、非绝热耦合矩阵元、自旋轨道耦合等。
S53、将分子结构变换到惯性坐标系，进行Eckart转动使得分子振动-转动耦合最小，执行步骤S54。
S54、根据角化质量加权的力常数矩阵得到初末态的频率及各个正则振动模式，执行步骤S5。
S55、计算各正则模式位移以及初末态间的Duschinsky转动矩阵，并将非绝热耦合矩阵元和跃迁偶极一阶导数投影至正则坐标上，得到振动结构信息，执行步骤S56。
具体地，振动结构信息包括初末态的正则振动频率、模式位移、Duschinsky转动矩阵等振动态信息。
S56、向光物理性质计算单元发送电子结构信息和振动结构信息。
其中，光物理性质计算单元，用于接收分子电子态/振动态信息计算单元发送的电子结构信息和振动结构信息，以及根据电子结构信息和振动结构信息计算与光物理性质相对应的热振动关联函数，对热振动关联函数进行傅里叶变换得到有机发光材料的各个光物理性质，并向分子结构性能分析挖掘单元发送有机发光材料的各个光物理性质。
具体地，待挖掘的有机发光材料的光物理性质包括：吸收光谱、发射光谱、辐射速率、无辐射速率。在本实施例中，将电子结构信息和振动结构信息代入各个热振动关联函数中，并对热振动关联函数进行傅里叶变换得到吸收光谱、发射光谱、辐射速率及无辐射速率等光物理性质。
与吸收光谱对应的热振动关联函数即吸收光谱计算公式如下：
Figure GDA0002445829050000091
与发射光谱对应的热振动关联函数即发射光谱计算公式如下：
Figure GDA0002445829050000101
其中，
Figure GDA0002445829050000102
Figure GDA0002445829050000103
Figure GDA00024458290500001013
Figure GDA0002445829050000104
Figure GDA0002445829050000105
Figure GDA0002445829050000106
Figure GDA0002445829050000107
A≡af+STaiS，
B≡bf+STbiS，
E≡bi-ai，
其中，Zi为跃迁初态的配分函数，v＝{01,02,…，0N}表示，每个正则模式振动(共N个模式)的量子数均为0，
Figure GDA0002445829050000108
表示初态(i)正则模式振动的量子数均为0时的振动能量。
其中，ai与af为对角矩阵，主对角元分别为
Figure GDA0002445829050000109
Figure GDA00024458290500001010
其中，bi与bf为对角矩阵，主对角元分别为
Figure GDA00024458290500001011
Figure GDA00024458290500001012
其中，D对角矩阵，主对角元分别为初、末电子态之间每个正则振动模式的模式位移。
其中，ωif(ωfi)为初、末电子态之间的绝热激发能，ωi,k为第kth个初态的正则振动模式频率，ωf,k为第kth个末态的正则振动模式频率,
Figure GDA0002445829050000111
β＝(kBT)-1，T为温度，kB为玻尔兹曼常数，ω为光频率，
Figure GDA0002445829050000112
为约化普朗克常数，c为光速。在吸收光谱计算公式和发射光谱公式中，ρ(t,T)表征各自的关联函数，
Figure GDA0002445829050000113
表征跃迁偶极矩，
Figure GDA0002445829050000114
分别为分子的零级电子跃迁偶极矩以及第k个正则模式一阶展开后电子跃迁偶极矩。
与辐射速率对应的热振动关联函数即辐射速率计算公式如下：
Figure GDA0002445829050000115
其中，σem(ω)表征微分辐射速率。
无辐射速率分为内转换速率和系间窜越速率，与内转换速率对应的热振动关联函数为内转换速率的计算公式，与系间窜越速率对应的热振动关联函数为系间窜越速率计算公式。
其中，内转换速率的计算公式如下：
Figure GDA0002445829050000116
其中，Rkl为电子耦合部分；
Figure GDA0002445829050000117
Figure GDA0002445829050000118
qk为第k个正则模式的正则坐标，Φi、Φf为电子初、末态电子波函数。
Figure GDA0002445829050000119
Figure GDA0002445829050000121
Figure GDA0002445829050000122
STb′S＝M,STa′S＝N；
其中，系间窜越速率计算公式如下：
Figure GDA0002445829050000123
其中，
Figure GDA0002445829050000124
Figure GDA0002445829050000125
Figure GDA0002445829050000126
Figure GDA0002445829050000127
Figure GDA0002445829050000128
Figure GDA0002445829050000131
Figure GDA0002445829050000132
Figure GDA0002445829050000133
Figure GDA0002445829050000134
Figure GDA0002445829050000135
Figure GDA0002445829050000136
这里，
Figure GDA0002445829050000137
为分子自旋轨道耦合哈密顿量，Φi、Φf为电子初、末态电子波函数。
其中，分子结构性能分析挖掘单元，用于接收数据存储层发送的标准化处理后的分子信息中的分子结构和光物理性质计算单元发送的有机发光材料的各个光物理性质，以及从材料性质数据库中获取与有机发光材料的分子结构的性质或结构相近的分子结构集，利用关联统计算法对分子结构集进行分析，得到各个光物理性质对应的分子结构性能关系，并向数据存储层和数据应用分析层发送标准化处理后的各项光物理性质和相对应的分子结构性能关系。
首先，数据存储层将标准化处理后的待挖掘的有机分子材料的分子结构输入到分子结构性能分析挖掘单元中，接着，分子结构性能分析挖掘单元在数据存储层的材料性质数据库中查询与待挖掘的有机分子材料的分子结构的性质或结构相近的分子结构集，并抽取出来。需要指出的是，分子结构集包括多个分子结构。
其次，分子结构性能分析挖掘单元利用关联统计算法对抽取出来的分子结构集进行数据挖掘。例如，运用主成分分析、因子分析等关联统计算法分析分子结构集中的分子结构对应的光物理性质是否与待挖掘的有机分子材料的光物理性质相关，若相关，建立该分子结构集中的分子结构与待挖掘的有机分子材料的光物理性质的分子结构性能关系。
最后，分子结构性能分析挖掘单元将标准化处理后的各项光物理性质和相对应的分子结构性能关系分别发送给数据存储层和数据应用分析层。
需要指出的是，事先在材料性质数据库了存储待挖掘的有机发光材料的分子结构中，当分子结构性能分析挖掘单元将标准化处理后的各项光物理性质和相对应的分子结构性能关系发送给数据存储层之后，数据存储层建立待挖掘的有机发光材料的分子结构、标准化处理后的各项光物理性质和相对应的分子结构性能关系的映射关系，这样，材料性质数据库得到不断更新，有利于缩短有机发光材料的开发周期，提升有机发光材料的挖掘效率。
图2为本发明另一实施例的有机发光材料的计算设计系统。在图1所示的实施例的基础上，下面结合图2，对服务器端中的数据应用分析层的内部结构以及各个功能单元的功能进行介绍。
在本实施例中，数据应用分析层包括：可视化分析数据生成单元和分子性能计算/采集报告产生单元，可视化分析数据生成单元与分子性能计算/采集报告产生单元连接。
在本实施例中，可视化分析数据生成单元，用于接收数据存储层或数据挖掘层发送的标准化处理后的各项光物理性质和相对应的分子结构性能关系，对各项光物理性质和各个分子结构性能关系进行标准化处理，向客户端发送标准化处理后的各项光物理性质和每个光物理性质的分子结构性能关系，以及接收客户端对分子结构性能关系的用户反馈结果。
在本实施例中，分子性能计算/采集报告产生单元，用于根据标准化处理后的分子结构性能关系和用户反馈结果，生成分子性能计算/采集报告。
具体地，服务器端通过数据应用分析层与客户端的交互，客户端接收服务器端对有机发光材料的挖掘分析结果，用户通过客户端对挖掘分析结果进行可视化自助分析，客户端还向服务器端返回对挖掘分析结果的用户反馈结果。
图6为本发明一实施例的有机发光材料的计算设计方法的流程示意图。
如图6所示，本实施例的有机发光材料的计算设计方法，包括以下步骤：
S101、客户端接收用户输入的有机发光材料的分子信息，并向服务器端发送分子信息，其中，分子信息包括分子结构和多项光物理性质。
S102、服务器端接收客户端发送的分子信息，根据分子信息确定有机发光材料的各项光物理性质的分子结构性能关系，对各项光物理性质和各个分子结构性能关系进行标准化处理，向客户端发送标准化处理后的各项光物理性质和各个分子结构性能关系；
S103、客户端还接收服务器端发送的各项光物理性质和各个分子结构性能关系并展示给用户，以及接收用户对各个分子结构性能关系的用户反馈结果，并向服务器端发送用户对各个分子结构性能关系的用户反馈结果；
S104、服务器端还接收客户端发送的用户对各个分子结构性能关系的用户反馈结果，根据标准化处理后的分子结构性能关系和用户反馈结果，生成分子性能计算/采集报告。
进一步地，服务器端包括数据存储层、高性能计算/数据挖掘层以及数据应用分析层，数据存储层分别与高性能计算/数据挖掘层、数据应用分析层连接，高性能计算/数据挖掘层与数据应用分析层连接；
数据存储层接收客户端发送的有机发光材料的分子信息，以及对分子信息进行标准化处理，并对标准化处理后的分子结构进行判断，根据判断结果向数据应用分析层发送标准化处理后的各项光物理性质和相对应的分子结构性能关系或者向高性能计算/数据挖掘层发送标准化处理后的分子信息，以及接收并存储高性能计算/数据挖掘层发送的标准化处理后的各项光物理性质和相对应的分子结构性能关系；
高性能计算/数据挖掘层接收数据存储层发送的标准化处理后的分子信息，对标准化处理后的分子信息进行分析挖掘，得到标准化处理后的各项光物理性质和相对应的分子结构性能关系，并向数据存储层和数据应用分析层发送标准化处理后的各项光物理性质和相对应的分子结构性能关系；
数据应用分析层接收数据存储层或数据挖掘层发送的标准化处理后的各项光物理性质和相对应的分子结构性能关系，对各项光物理性质和各个分子结构性能关系进行标准化处理，向客户端发送标准化处理后的各项光物理性质和每个光物理性质的分子结构性能关系，以及接收客户端对各个分子结构性能关系的用户反馈结果，根据标准化处理后的各个分子结构性能关系和用户反馈结果，生成分子性能计算/采集报告。
进一步地，数据存储层包括：数据管理单元和材料性质数据库，数据管理单元与材料性质数据库连接；
数据管理单元接收客户端发送的有机发光材料的分子信息，以及对分子信息进行标准化处理，并判断标准化处理后的分子结构是否存在于材料性质数据库中，若存在，则判断材料性质数据库中是否包含标准化处理后的光物理性质，若包含，则在材料性质数据库获取与光物理性质对应的分子结构性能关系，并向数据应用分析层发送标准化处理后的各项光物理性质和相对应的分子结构性能关系，若不包含，则向高性能计算/数据挖掘层发送标准化处理后的分子信息，若不存在，则将标准化处理后的分子结构存储至材料性质数据库，以及向高性能计算/数据挖掘层发送标准化处理后的分子信息，以及接收高性能计算/数据挖掘层发送的标准化处理后的各项光物理性质和相对应的分子结构性能关系并存储至材料性质数据库。
进一步地，高性能计算/数据挖掘层包括：作业协同管理单元、分子电子态/振动态信息计算单元、光物理性质计算单元以及分子结构性能分析挖掘单元，作业协同管理单元分别与分子电子态/振动态信息计算单元、光物理性质计算单元以及分子结构性能分析挖掘单元连接，分子电子态/振动态信息计算单元与光物理性质计算单元连接，光物理性质计算单元与分子结构性能分析挖掘单元连接；
作业协同管理单元接收数据存储层发送的标准化处理后的分子信息，根据计算流程给分子电子态/振动态信息计算单元、光物理性质计算单元以及分子结构性能分析挖掘单元分配计算资源；
分子电子态/振动态信息计算单元接收数据存储层发送的标准化处理后的分子信息中的分子结构，以及采用第一原理性计算方法优化分子结构对应的平衡稳定构型，得到有机发光材料的电子结构信息、振动结构信息，并向光物理性质计算单元发送电子结构信息和振动结构信息；
光物理性质计算单元接收分子电子态/振动态信息计算单元发送的电子结构信息和振动结构信息，以及根据电子结构信息和振动结构信息计算与光物理性质相对应的热振动关联函数，对热振动关联函数进行傅里叶变换得到有机发光材料的各个光物理性质，并向分子结构性能分析挖掘单元发送有机发光材料的各个光物理性质；
分子结构性能分析挖掘单元接收数据存储层发送的标准化处理后的分子信息中的分子结构和光物理性质计算单元发送的有机发光材料的各个光物理性质，以及从材料性质数据库中获取与有机发光材料的分子结构的性质或结构相近的分子结构集，利用关联统计算法对分子结构集进行分析，得到各个光物理性质对应的分子结构性能关系，并向数据存储层和数据应用分析层发送标准化处理后的各项光物理性质和相对应的分子结构性能关系。
进一步地，数据应用分析层包括：可视化分析数据生成单元和分子性能计算/采集报告产生单元，可视化分析数据生成单元与分子性能计算/采集报告产生单元连接；
可视化分析数据生成单元接收数据存储层或数据挖掘层发送的标准化处理后的各项光物理性质和相对应的分子结构性能关系，对各项光物理性质和各个分子结构性能关系进行标准化处理，向客户端发送标准化处理后的各项光物理性质和每个光物理性质的分子结构性能关系，以及接收客户端对分子结构性能关系的用户反馈结果；
分子性能计算/采集报告产生单元根据标准化处理后的分子结构性能关系和用户反馈结果，生成分子性能计算/采集报告。
关于本实施例中的方法，其各个步骤的具体实现方式和所能达到的技术效果可以参见上述实施例对有机发光材料的计算设计系统的详细描述，此处将不做详细阐述说明。
本实施例提供的有机发光材料的计算设计方法，客户端将用户输入的待挖掘的有机发光材料的分子信息发送给服务器端进行计算分析，服务器端向客户端返回计算分析结果，客户端接收计算分析结果并以展示给用户，服务器端接收客户端发送的用户反馈结果并根据计算分析结果和用户反馈结果生成分子性能计算/采集报告。该方法能够高效地计算有机发光材料的光物理性质及分子结构性能关系，有效地提高了有机发光材料的开发效率，具有广阔的应用前景，还可以推广到其他各种功能材料的筛选设计中。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (6)

1.一种有机发光材料的计算设计系统，其特征在于，所述计算设计系统包括客户端和服务器端；
所述客户端，用于接收用户输入的有机发光材料的分子信息，并向服务器端发送所述分子信息，其中，所述分子信息包括分子结构和多项光物理性质；
所述服务器端，用于接收客户端发送的所述分子信息，根据所述分子信息确定所述有机发光材料的各项光物理性质的分子结构性能关系，对所述各项光物理性质和各个分子结构性能关系进行标准化处理，向客户端发送标准化处理后的各项光物理性质和各个分子结构性能关系；
所述客户端，还用于接收服务器端发送的各项光物理性质和各个分子结构性能关系并展示给用户，以及接收用户对各个分子结构性能关系的用户反馈结果，并向服务器端发送用户对各个分子结构性能关系的用户反馈结果；
所述服务器端，还用于接收客户端发送的用户对各个分子结构性能关系的用户反馈结果，根据标准化处理后的分子结构性能关系和用户反馈结果，生成分子性能计算/采集报告；
其中，所述服务器端包括数据存储层、高性能计算/数据挖掘层以及数据应用分析层，所述数据存储层分别与高性能计算/数据挖掘层、数据应用分析层连接，所述高性能计算/数据挖掘层与所述数据应用分析层连接；
所述数据存储层，用于接收所述客户端发送的有机发光材料的分子信息，以及对所述分子信息进行标准化处理，并对所述标准化处理后的所述分子结构进行判断，根据判断结果向数据应用分析层发送所述标准化处理后的各项光物理性质和相对应的分子结构性能关系或者向高性能计算/数据挖掘层发送标准化处理后的分子信息，以及接收并存储高性能计算/数据挖掘层发送的标准化处理后的各项光物理性质和相对应的分子结构性能关系；
所述高性能计算/数据挖掘层，用于接收所述数据存储层发送的标准化处理后的分子信息，对所述标准化处理后的分子信息进行分析挖掘，得到所述标准化处理后的各项光物理性质和相对应的分子结构性能关系，并向数据存储层和数据应用分析层发送所述标准化处理后的各项光物理性质和相对应的分子结构性能关系；
所述数据应用分析层，用于接收所述数据存储层或所述数据挖掘层发送的所述标准化处理后的各项光物理性质和相对应的分子结构性能关系，对所述各项光物理性质和各个分子结构性能关系进行标准化处理，向客户端发送标准化处理后的各项光物理性质和每个光物理性质的分子结构性能关系，以及接收客户端对各个分子结构性能关系的用户反馈结果，根据标准化处理后的各个分子结构性能关系和用户反馈结果，生成分子性能计算/采集报告；
其中，所述数据存储层包括：数据管理单元和材料性质数据库，所述数据管理单元与所述材料性质数据库连接；
所述数据管理单元，用于接收所述客户端发送的有机发光材料的分子信息，以及对所述分子信息进行标准化处理，并判断标准化处理后的所述分子结构是否存在于材料性质数据库中，若存在，则判断所述材料性质数据库中是否包含标准化处理后的所述光物理性质，若包含，则在所述材料性质数据库获取与所述光物理性质对应的分子结构性能关系，并向数据应用分析层发送所述标准化处理后的各项光物理性质和相对应的分子结构性能关系，若不包含，则向高性能计算/数据挖掘层发送标准化处理后的分子信息，若不存在，则将标准化处理后的分子结构存储至所述材料性质数据库，以及向高性能计算/数据挖掘层发送标准化处理后的分子信息，以及接收高性能计算/数据挖掘层发送的标准化处理后的各项光物理性质和相对应的分子结构性能关系并存储至所述材料性质数据库。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述高性能计算/数据挖掘层包括：作业协同管理单元、分子电子态/振动态信息计算单元、光物理性质计算单元以及分子结构性能分析挖掘单元，所述作业协同管理单元分别与分子电子态/振动态信息计算单元、光物理性质计算单元以及分子结构性能分析挖掘单元连接，所述分子电子态/振动态信息计算单元与光物理性质计算单元连接，所述光物理性质计算单元与分子结构性能分析挖掘单元连接；
所述作业协同管理单元，用于接收所述数据存储层发送的标准化处理后的分子信息，根据计算流程给分子电子态/振动态信息计算单元、光物理性质计算单元以及分子结构性能分析挖掘单元分配计算资源；
所述分子电子态/振动态信息计算单元，用于接收所述数据存储层发送的标准化处理后的分子信息中的分子结构，以及采用第一原理性计算方法优化所述分子结构对应的平衡稳定构型，得到有机发光材料的电子结构信息、振动结构信息，并向光物理性质计算单元发送所述电子结构信息和振动结构信息；
所述光物理性质计算单元，用于接收所述分子电子态/振动态信息计算单元发送的所述电子结构信息和振动结构信息，以及根据所述电子结构信息和振动结构信息计算与光物理性质相对应的热振动关联函数，对所述热振动关联函数进行傅里叶变换得到有机发光材料的各个光物理性质，并向所述分子结构性能分析挖掘单元发送有机发光材料的各个光物理性质；
所述分子结构性能分析挖掘单元，用于接收所述数据存储层发送的标准化处理后的分子信息中的分子结构和所述光物理性质计算单元发送的有机发光材料的各个光物理性质，以及从材料性质数据库中获取与所述有机发光材料的分子结构的性质或结构相近的分子结构集，利用关联统计算法对所述分子结构集进行分析，得到各个光物理性质对应的分子结构性能关系，并向数据存储层和数据应用分析层发送所述标准化处理后的各项光物理性质和相对应的分子结构性能关系。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据应用分析层包括：可视化分析数据生成单元和分子性能计算/采集报告产生单元，所述可视化分析数据生成单元与所述分子性能计算/采集报告产生单元连接；
所述可视化分析数据生成单元，用于接收所述数据存储层或所述数据挖掘层发送的所述标准化处理后的各项光物理性质和相对应的分子结构性能关系，对所述各项光物理性质和各个分子结构性能关系进行标准化处理，向客户端发送标准化处理后的各项光物理性质和每个光物理性质的分子结构性能关系，以及接收客户端对分子结构性能关系的用户反馈结果；
所述分子性能计算/采集报告产生单元，用于根据标准化处理后的分子结构性能关系和用户反馈结果，生成分子性能计算/采集报告。
4.一种有机发光材料的计算设计方法，其特征在于，包括：
客户端接收用户输入的有机发光材料的分子信息，并向服务器端发送所述分子信息，其中，所述分子信息包括分子结构和多项光物理性质；
所述服务器端接收客户端发送的所述分子信息，根据所述分子信息确定所述有机发光材料的各项光物理性质的分子结构性能关系，对所述各项光物理性质和各个分子结构性能关系进行标准化处理，向客户端发送标准化处理后的各项光物理性质和各个分子结构性能关系；
所述客户端还接收服务器端发送的各项光物理性质和各个分子结构性能关系并展示给用户，以及接收用户对各个分子结构性能关系的用户反馈结果，并向服务器端发送用户对各个分子结构性能关系的用户反馈结果；
所述服务器端还接收客户端发送的用户对各个分子结构性能关系的用户反馈结果，根据标准化处理后的分子结构性能关系和用户反馈结果，生成分子性能计算/采集报告；
其中，所述服务器端包括数据存储层、高性能计算/数据挖掘层以及数据应用分析层，所述数据存储层分别与高性能计算/数据挖掘层、数据应用分析层连接，所述高性能计算/数据挖掘层与所述数据应用分析层连接；
所述数据存储层接收所述客户端发送的有机发光材料的分子信息，以及对所述分子信息进行标准化处理，并对所述标准化处理后的所述分子结构进行判断，根据判断结果向数据应用分析层发送所述标准化处理后的各项光物理性质和相对应的分子结构性能关系或者向高性能计算/数据挖掘层发送标准化处理后的分子信息，以及接收并存储高性能计算/数据挖掘层发送的标准化处理后的各项光物理性质和相对应的分子结构性能关系；
所述高性能计算/数据挖掘层接收所述数据存储层发送的标准化处理后的分子信息，对所述标准化处理后的分子信息进行分析挖掘，得到所述标准化处理后的各项光物理性质和相对应的分子结构性能关系，并向数据存储层和数据应用分析层发送所述标准化处理后的各项光物理性质和相对应的分子结构性能关系；
所述数据应用分析层接收所述数据存储层或所述数据挖掘层发送的所述标准化处理后的各项光物理性质和相对应的分子结构性能关系，对所述各项光物理性质和各个分子结构性能关系进行标准化处理，向客户端发送标准化处理后的各项光物理性质和每个光物理性质的分子结构性能关系，以及接收客户端对各个分子结构性能关系的用户反馈结果，根据标准化处理后的各个分子结构性能关系和用户反馈结果，生成分子性能计算/采集报告；
其中，所述数据存储层包括：数据管理单元和材料性质数据库，所述数据管理单元与所述材料性质数据库连接；
所述数据管理单元接收所述客户端发送的有机发光材料的分子信息，以及对所述分子信息进行标准化处理，并判断标准化处理后的所述分子结构是否存在于材料性质数据库中，若存在，则判断所述材料性质数据库中是否包含标准化处理后的所述光物理性质，若包含，则在所述材料性质数据库获取与所述光物理性质对应的分子结构性能关系，并向数据应用分析层发送所述标准化处理后的各项光物理性质和相对应的分子结构性能关系，若不包含，则向高性能计算/数据挖掘层发送标准化处理后的分子信息，若不存在，则将标准化处理后的分子结构存储至所述材料性质数据库，以及向高性能计算/数据挖掘层发送标准化处理后的分子信息，以及接收高性能计算/数据挖掘层发送的标准化处理后的各项光物理性质和相对应的分子结构性能关系并存储至所述材料性质数据库。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述高性能计算/数据挖掘层包括：作业协同管理单元、分子电子态/振动态信息计算单元、光物理性质计算单元以及分子结构性能分析挖掘单元，所述作业协同管理单元分别与分子电子态/振动态信息计算单元、光物理性质计算单元以及分子结构性能分析挖掘单元连接，所述分子电子态/振动态信息计算单元与光物理性质计算单元连接，所述光物理性质计算单元与分子结构性能分析挖掘单元连接；
所述作业协同管理单元接收所述数据存储层发送的标准化处理后的分子信息，根据计算流程给分子电子态/振动态信息计算单元、光物理性质计算单元以及分子结构性能分析挖掘单元分配计算资源；
所述分子电子态/振动态信息计算单元接收所述数据存储层发送的标准化处理后的分子信息中的分子结构，以及采用第一原理性计算方法优化所述分子结构对应的平衡稳定构型，得到有机发光材料的电子结构信息、振动结构信息，并向光物理性质计算单元发送所述电子结构信息和振动结构信息；
所述光物理性质计算单元接收所述分子电子态/振动态信息计算单元发送的所述电子结构信息和振动结构信息，以及根据所述电子结构信息和振动结构信息计算与光物理性质相对应的热振动关联函数，对所述热振动关联函数进行傅里叶变换得到有机发光材料的各个光物理性质，并向所述分子结构性能分析挖掘单元发送有机发光材料的各个光物理性质；
所述分子结构性能分析挖掘单元接收所述数据存储层发送的标准化处理后的分子信息中的分子结构和所述光物理性质计算单元发送的有机发光材料的各个光物理性质，以及从材料性质数据库中获取与所述有机发光材料的分子结构的性质或结构相近的分子结构集，利用关联统计算法对所述分子结构集进行分析，得到各个光物理性质对应的分子结构性能关系，并向数据存储层和数据应用分析层发送所述标准化处理后的各项光物理性质和相对应的分子结构性能关系。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述数据应用分析层包括：可视化分析数据生成单元和分子性能计算/采集报告产生单元，所述可视化分析数据生成单元与所述分子性能计算/采集报告产生单元连接；
所述可视化分析数据生成单元接收所述数据存储层或所述数据挖掘层发送的所述标准化处理后的各项光物理性质和相对应的分子结构性能关系，对所述各项光物理性质和各个分子结构性能关系进行标准化处理，向客户端发送标准化处理后的各项光物理性质和每个光物理性质的分子结构性能关系，以及接收客户端对分子结构性能关系的用户反馈结果；
所述分子性能计算/采集报告产生单元根据标准化处理后的分子结构性能关系和用户反馈结果，生成分子性能计算/采集报告。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210374295A1 (en) * 2018-10-22 2021-12-02 Covestro Llc Techniques to custom design products
WO2022094873A1 (zh) * 2020-11-05 2022-05-12 深圳晶泰科技有限公司 分子力场质量控制系统及其控制方法
CN112633511B (zh) * 2020-12-24 2021-11-30 北京百度网讯科技有限公司 用于计算量子配分函数的方法、相关装置及程序产品
CN116029185B (zh) * 2023-03-27 2023-06-16 季华实验室 电子自旋禁阻激发偶极确定方法、装置、设备及存储介质

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106447229A (zh) * 2016-10-31 2017-02-22 电子科技大学 一种材料信息学中的材料数据管理系统及方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011163245A2 (en) * 2010-06-21 2011-12-29 Spectral Associates, Llc Methodology and its computational implementation for quantitative first-principles quantum-mechanical predictions of the structures and properties of matter

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106447229A (zh) * 2016-10-31 2017-02-22 电子科技大学 一种材料信息学中的材料数据管理系统及方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《基于材料基因工程的锂离子电池材料数据生成及数据挖掘平台》;肖建茂等;《江西师范大学学报(自然科学版)》;20150115;第39卷(第一期);第73至78页，图1 *
《数据挖掘技术在晶体材料结构与性能关系研究中的简单应用》;林洁等;《电脑知识与技术》;20110425;第7卷(第12期);第2741至2743页 *
《面向激发态结构与过程的计算化学软件发展》;李文强等;《中国科学基金》;20180115(第1期);全文 *

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