有机染料的参考CC3激发能：基准测试TD-DFT、BSE/GW与波函数方法

为扩展QUEST数据库中高度准确的垂直过渡能值的集合，我们考虑一系列常见于染料化学的大型有机染料，如蒽醌、亚苯胺、BODIPY和烟酰胺。我们在CC3水平计算了与低能激发态相关的顺式和三线形垂直过渡能。这导致了超过120个新高度准确的激发能的集合。随后，我们利用这些参考值对一系列较低阶的波函数方法进行基准测试，包括流行的ADC(2)和CC2方案，以及时程密度泛函理论(TD-DFT)，两者都有无或应用坦曼-坎德尔hoff近似(TDA)。在TD-DFT水平上，我们评估了大型全球、范围分离、局域和双混合功能的性能。此外，我们评估了以Kohn-Sham起点计算的G0W0和evGW准粒子能的Bethe-Salpeter方程(BSE)形式的性能。结果显示，CC2和ADC(2.5)是规模为$\mathcal{O}(N^5)$和$\mathcal{O}(N^6)$的模型中最准确的。相比之下，CCSD并不优于CC2。最佳表现的交换-关联函数包括BMK、M06-2X、M06-SX、CAM-B3LYP、$\omega$B97X-D和LH20t，平均偏差约为0.20 eV或略低。通过考虑双混合方法，可以进一步降低垂直激发能的误差。SOS-$\omega$B88PP86和SOS-$\omega$PBEPP86表现尤为出色，整体质量与CC2相当；相比之下，PBE0-DH和PBE-QIDH仅稍差一些。基于Kohn-Sham起点的BSE/evGW计算在单线形过渡方面表现尤为有效，但在其三线形对手方面则表现较差。