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热辅助占据密度泛函理论的激发能:理论与计算实现

化学物理 2020-09-02 v2 量子物理

摘要

时间依赖密度泛函理论(TDDFT)已被广泛用于研究各类分子体系的激发态性质。然而,当前的TDDFT严重依赖于相应基态密度泛函理论(DFT)计算的结果,而由于对非动态关联效应缺乏恰当处理,这些结果可能存在误差。近来,热辅助占据密度泛函理论(TAO-DFT)[J.-D. Chai, \textit{J. Chem. Phys.} \textbf{136}, 154104 (2012)]作为一种具有分数轨道占据的DFT被提出,它以较低的计算复杂度在基态计算中显式纳入了非动态关联效应。本工作中,我们发展了时间依赖(TD) TAO-DFT,这是TAO-DFT框架内用于激发态的时间依赖线性响应理论。通过对H2_{2}激发态的测试,第一三重激发态(13Σu+1^3\Sigma_u^+)被良好描述,且激发能无虚部。TDTAO-DFT还给出了在解离极限下基态单重态(11Σg+1^1\Sigma_g^+)与第一三重态(13Σu+1^3\Sigma_u^+)之间为零的单重态-三重态能隙。此外,相较于传统TDDFT,TDTAO-DFT所得的整体激发态势能面普遍有所改善,并与方程运动耦合簇单双激发(EOM-CCSD)的结果更为吻合。

关键词

引用

@article{arxiv.2007.07590,
  title  = {Excitation Energies from Thermally-Assisted-Occupation Density Functional Theory: Theory and Computational Implementation},
  author = {Shu-Hao Yeh and Aaditya Manjanath and Yuan-Chung Cheng and Jeng-Da Chai and Chao-Ping Hsu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2007.07590},
  year   = {2020}
}