复杂分子体系电子结构的复杂性为理解其物理化学性质带来了极大的困难,因此利用谱学手段对其局域电子结构进行标记是十分有效的手段。含氮富勒烯具有独特的零维结构的潜在应用及其衍生物的多样性,我们结合X射线及局域电子转移的模拟,发现了K-边NEXAFS,XES,以及XPS可以作为区分含氮富勒烯及其衍生物的标记,不同碳K-边光谱能提供不同含氮富勒烯衍生物的局域电子结构[1]。对反应电子的非弹性散射与局域振动的耦合的非弹性隧穿谱(IETS),要对局域结构标记存在明显的困难,局域振动耦合导致了内在谱学复杂性,如某一个特定的振动本征模式通常包括好几个分子基团等,需要寻找有效的办法对复杂谱学信息进行解析。我们通过对BPE分子结导电能力及IETS谱的解析发现了IETS的强度随着键角的改变而呈三角函数关系线性改变,这使得利用IETS的高灵敏度探测微观分子器件结构成为可能[2]。巨量的水分子通常也是在模拟复杂分子体系中的壁垒,因此从分子角度对其宏观性质的模拟具有重要的现实意义。我们通过发展水分子的一种粗粒化方法,用于准确描述水四聚体的静电特性,并准确地预测了大规模水分子的各种性质,如密度、介电常数等[3]。同时我们选取了模型蛋白质的数以千计的分子动力学快照,在量子力学精度研究了其二维紫外光谱,发现氨基酸激发态之间的能量转移效率与跃迁偶极子之间的角度以及偶极子与激发光极化方向之间的角度都呈简单的三角函数关系[4],这对发光分子材料的设计也是具有十分有效的指导意义的。