示例 10-nto-dct-dmabn：DMABN 激发态的 NTO、DCT 与空穴-电子分析¶
配套教程：第10章 激发态 TD-DFT（第 9 节）。
目的¶
4-(二甲氨基)苯甲腈（DMABN）是研究电荷转移激发的经典推-拉分子。本例在一个 Link1 输入里完成：
- 基态优化与频率（SMD 乙腈）；
- TD-DFT 计算 6 个单重态，并用
IOp(9/40=4)打印足够多的组态系数，供 Multiwfn 使用； - 分别生成 S1、S2 的自然跃迁轨道（NTO），各存一个 chk；
- 对 S2 计算弛豫密度并给出
Pop=DCT电荷转移指标。
文件说明¶
| 文件 | 内容 |
|---|---|
nto_analysis_link1.gjf |
5 个 Link1 步骤：Opt+Freq → TD → NTO(S1) → NTO(S2) → DCT(S2) |
run.slurm |
Slurm 作业脚本，结束后对所有 chk 执行 formchk |
生成的 chk：dmabn_opt.chk、dmabn_td.chk（基态轨道 + TD 结果）、dmabn_nto_s1.chk、dmabn_nto_s2.chk（轨道已替换为 NTO）、dmabn_dct_s2.chk。
运行步骤¶
sbatch run.slurm
# 或
g16 < nto_analysis_link1.gjf > nto_analysis_link1.log
for c in dmabn_td dmabn_nto_s1 dmabn_nto_s2; do formchk $c.chk $c.fchk; done
预期结果 / 如何检查¶
grep -c "Normal termination" nto_analysis_link1.log # 应为 6（Opt、Freq、TD、NTO、NTO、DCT）
grep "Excited State" nto_analysis_link1.log | head -6 | awk '{print $3, $5, $7, $9}'
grep -i -A12 "DCT" nto_analysis_link1.log | head -40 # 先定位 DCT 输出块的格式
NTO 可视化：
cubegen 0 MO=HOMO dmabn_nto_s2.fchk nto_s2_hole.cub 0 h
cubegen 0 MO=LUMO dmabn_nto_s2.fchk nto_s2_particle.cub 0 h
也可以直接在 GaussView 中打开 dmabn_nto_s2.fchk 查看轨道；最高“占据”NTO 是空穴，最低“空”NTO 是粒子，其“能量”位置存放的是 NTO 本征值 λ。
Multiwfn 空穴-电子分析：Multiwfn dmabn_td.fchk → 主功能 18 → 子功能 1 → 输入含 TD 结果的输出文件路径 → 选择激发态编号，查看 D 指数、Sr、t 指数并导出空穴/电子 cube。本例的 log 中第 2 步和第 5 步都含有 TD 输出，为避免歧义，建议把 TD 那一段（log 中第 3 个 Entering Link 1 开始，前两段分别是 Opt 和自动追加的 Freq，到其后第一个 Normal termination 为止）另存为 dmabn_td_only.log 再交给 Multiwfn，或者把 TD 步骤单独作为一个作业运行。
判断依据：空穴集中在二甲氨基-苯环、粒子集中在苯环-氰基，且 D 指数、DCT 距离明显大于另一个态，即该态更具 CT 特征。
注意事项¶
- NTO 步骤会把 chk 中的正则轨道替换掉，所以一定通过
%oldchk（读）+%chk（新文件）写到副本里，不要写回dmabn_td.chk。 - Multiwfn 需要的是 TD 作业的 fchk（
dmabn_td.fchk），不是 NTO 的 fchk。 - 气相与乙腈中 DMABN 低能态的顺序和 CT 程度不同，可以把
SCRF去掉重算比较。 Pop=DCT的输出格式随版本可能略有差异，写解析脚本前先 grep 确认。