分子里德伯格激发状态的轨道优化密度函数计算,具有实空间网格表示和自我相互作用校正
Alec E Sigurdarson1, Yorick L A Schmerwitz1, Dagrún K V Tveiten1
1Science Institute and Faculty of Physical Sciences, University of Iceland, Reykjavík, Iceland.
用密度函数理论实现了分子里德伯格激发状态的准确计算. 具有自我相互作用校正的Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE) 函数与实验激发能量显示出极好的一致性.
科学领域:
- 计算化学的计算化学
- 量子化学 是一个量子化学.
- 理论物理 理论物理
背景情况:
- 赖德伯格激发状态对于理解分子电子结构和光谱学至关重要.
- 准确的理论预测这些状态是具有挑战性的,因为它们的分散性质.
研究的目的:
- 开发和应用一个强大的计算方法来计算高能瑞德伯格激发状态.
- 为了评估描述这些状态的不同密度函数的性能.
主要方法:
- 使用现实空间网格表示的密度函数计算.
- 通过在电子能量表面的点上汇聚轨道的变化优化.
- 应用Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE) 函数式,有或没有Perdew-Zunger自我相互作用校正.
- 与Tao,Perdew,Staroverov和Scuseria (TPSS) 和r2SCAN函数进行比较.
- 使用复杂值的轨道.
主要成果:
- 该PBE功能,特别是与自我相互作用校正和复杂值轨道,证明了与实验激发能量的显著一致.
- 即使没有修正,PBE也提供了良好的结果,尽管虚拟轨道具有正能量.
- 实时空间网格和投影机增强波方法提供了与原子轨道基础集相比,扩散的赖德伯格轨道的优越表示.
- 与PBE相比,TPSS和r2SCAN功能没有提供系统的改进.
结论:
- 开发的实空间网格方法对于计算Rydberg激发状态是有效的.
- 具有自我相互作用校正的PBE函数是预测激发能量的可靠选择.
- 标准的原子轨道基础集可能会导致过度估计激发能量,因为受限效应.
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