利用强度选择 TD-DFTB 高效计算电子吸收光谱

在过去二十年中，基于密度泛函的线性响应方法已成为计算中小分子光学性质的实际标准。这些方法的核心是在单轨道跃迁空间中求解本征值方程，其数量迅速增加使得此类计算对于较大分子而言成本高昂甚至不可行。这对于含时密度泛函紧束缚 (TD-DFTB) 尤为如此，尽管其矩阵元评估成本较低。对于可研究的相对较大体系，本征值方程的求解因此决定了计算成本。我们提出基于振子强度对单轨道跃迁空间进行截断，以降低基于 TD-DFTB 的吸收光谱计算的计算量。我们表明，即使是大幅度的截断也不会破坏吸收光谱的主要特征，同时自然避免了对具有小振子强度的激发进行不必要的计算。我们认为，强度选择 TD-DFTB 降低的计算成本及其相较于其他方法的易用性，降低了进行大分子光学性质计算的门槛，并可使此类计算在更广泛的应用中成为可能。