低聚并苯的光电与激子性质：范围分离含时密度泛函理论的显著改进

我们使用含时密度泛函理论中的范围分离方法研究了一系列线性并苯（从萘到庚苯）的光电与激子性质。在这些相当简单的体系中，众所周知，使用传统杂化泛函的含时密度泛函理论方法在描述低能La和Lb价态时出人意料地失败，导致对La态产生较大且不断增长的误差，并且随分子尺寸增大出现错误的能量排序。在这项工作中，我们证明了范围分离形式在很大程度上消除了这两类误差，并且还对这些体系中的激子性质提供了一致的描述。我们进一步证明，重新优化传统杂化泛函中哈特里-福克交换的百分比以匹配基于波函数的基准计算，仍然会产生严重误差，而完全的100%哈特里-福克范围分离对于同时描述La和Lb跃迁至关重要。基于对电子-空穴跃迁密度矩阵的分析，我们最终表明，传统杂化泛函会过度离域激子并低估并苯体系中的准粒子能隙。我们当前研究的结果强调了在含时密度泛函理论中，即使对于这些简单的价态激发，范围分离且渐近正确的交换贡献对于研究光电与激子性质的重要性。