Elektroninio sužadinimo evoliucija šviesai jautriose molekulėse yra reiškinys, kuriuo remiantis įmanoma nagrinėti daugelį natūralių ir dirbtinių procesų: augalų ir bakterijų fotosintezę, regos mechanizmą, optomechaninių bei optoelektroninių prietaisų (pavyzdžiui, organinių šviestukų) veikimą. Teoriškai šis reiškinys modeliuojamas sprendžiant laikinę Šriodingerio lygtį. Deja, toks sprendimas realiems, praktiškai panaudojamiems junginiams šiandien yra per sudėtingas uždavinys, todėl jį tenka keisti supaprastinant nagrinėjamų junginių modelius arba sprendimo metodiką. Šioje disertacijoje aprašomų tyrimų tikslas buvo elektroninės struktūros skaičiavimų metodais (t. y. sprendžiant paprastesnę nuostoviąją Šriodingerio lygtį) ištirti elektroninio sužadinimo sukeltus procesus fotoaktyviose molekulėse ir sudaryti sužadinimo relaksaciją apibūdinančius potencinės energijos paviršių modelius. Parodoma, jog ta pačia metodika atliekamų tyrimų rezultatai paaiškina įvairiuose junginiuose vykstančius reiškinius: bakteriorodopsino baltymo funkcinės grupės vykdomą protono pernašą poliniame tirpiklyje, indolo-benzoksazino junginio optomechaninį ciklą, našią fosforescenciją organiniame silicio polimere bei šviestukams naudojamo metaloorganinio komplekso su prijungtomis krūvininkų pernašos grupėmis ypatybes. / Evolution of the electronic excitation is a general process that can be used to explain many natural and artificial phenomena, such as photosynthesis in plants and bacteria, biological mechanism of vision, and operating principles of optomechanical and optoelectronic devices. This process is theoretically modeled by solving the time-dependent Schroedinger equation. However, such treatment is too computationally expensive to be used for practical molecular systems. Therefore, either models of the structure of the systems or the solving procedure itself must be simplified to get the desired results. The main goal of the research presented in this dissertation was to study processes caused by the electronic excitation in photoactive molecules using computational methods of electronic structure (i. e. solving the simpler time-independent Schroedinger equation) and to construct the potential energy surface models describing the energy relaxation in the investigated molecules. It is shown that the results of different investigations performed using the same procedure provide explanations of different phenomena in various compounds, such as: proton transfer in polar solvent, performed by a functional group of the bacteriorhodopsin protein; optomechanical cycle of the indolo-benzoxazine compound; efficient phosphorescence of the silicon-based organic polymer; and optical properties of organometallic emitter compound with additional charge-carrier groups.

Evolution of the electronic excitation is a general process that can be used to explain many natural and artificial phenomena, such as photosynthesis in plants and bacteria, biological mechanism of vision, and operating principles of optomechanical and optoelectronic devices. This process is theoretically modeled by solving the time-dependent Schroedinger equation. However, such treatment is too computationally expensive to be used for practical molecular systems. Therefore, either models of the structure of the systems or the solving procedure itself must be simplified to get the desired results. The main goal of the research presented in this dissertation was to study processes caused by the electronic excitation in photoactive molecules using computational methods of electronic structure (i. e. solving the simpler time-independent Schroedinger equation) and to construct the potential energy surface models describing the energy relaxation in the investigated molecules. It is shown that the results of different investigations performed using the same procedure provide explanations of different phenomena in various compounds, such as: proton transfer in polar solvent, performed by a functional group of the bacteriorhodopsin protein; optomechanical cycle of the indolo-benzoxazine compound; efficient phosphorescence of the silicon-based organic polymer; and optical properties of organometallic emitter compound with additional charge-carrier groups. / Elektroninio sužadinimo evoliucija šviesai jautriose molekulėse yra reiškinys, kuriuo remiantis įmanoma nagrinėti daugelį natūralių ir dirbtinių procesų: augalų ir bakterijų fotosintezę, regos mechanizmą, optomechaninių bei optoelektroninių prietaisų (pavyzdžiui, organinių šviestukų) veikimą. Teoriškai šis reiškinys modeliuojamas sprendžiant laikinę Šriodingerio lygtį. Deja, toks sprendimas realiems, praktiškai panaudojamiems junginiams šiandien yra per sudėtingas uždavinys, todėl jį tenka keisti supaprastinant nagrinėjamų junginių modelius arba sprendimo metodiką. Šioje disertacijoje aprašomų tyrimų tikslas buvo elektroninės struktūros skaičiavimų metodais (t. y. sprendžiant paprastesnę nuostoviąją Šriodingerio lygtį) ištirti elektroninio sužadinimo sukeltus procesus fotoaktyviose molekulėse ir sudaryti sužadinimo relaksaciją apibūdinančius potencinės energijos paviršių modelius. Parodoma, jog ta pačia metodika atliekamų tyrimų rezultatai paaiškina įvairiuose junginiuose vykstančius reiškinius: bakteriorodopsino baltymo funkcinės grupės vykdomą protono pernašą poliniame tirpiklyje, indolo-benzoksazino junginio optomechaninį ciklą, našią fosforescenciją organiniame silicio polimere bei šviestukams naudojamo metaloorganinio komplekso su prijungtomis krūvininkų pernašos grupėmis ypatybes.