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Pasquier, Rémi ; Graml, Maximilian ; Wilhelm, Jan

Gaussian Basis Sets for All-Electron Excited-State Calculations of Large Molecules

Pasquier, Rémi, Graml, Maximilian und Wilhelm, Jan (2025) Gaussian Basis Sets for All-Electron Excited-State Calculations of Large Molecules. Journal of Chemical Theory and Computation 22 (1), S. 540-557.

Veröffentlichungsdatum dieses Volltextes: 16 Jan 2026 15:25
Artikel
DOI zum Zitieren dieses Dokuments: 10.5283/epub.78471


Zusammenfassung

We introduce a family of all-electron Gaussian basis sets, augmented MOLOPT, optimized for excited-state calculations on large molecules. We generate these basis sets by augmenting existing STO-3G, STO-6G, and MOLOPT basis sets optimized for ground state energy calculations. The augmented MOLOPT basis sets achieve fast convergence of GW gaps and Bethe–Salpeter excitation energies, while ...

We introduce a family of all-electron Gaussian basis sets, augmented MOLOPT, optimized for excited-state calculations on large molecules. We generate these basis sets by augmenting existing STO-3G, STO-6G, and MOLOPT basis sets optimized for ground state energy calculations. The augmented MOLOPT basis sets achieve fast convergence of GW gaps and Bethe–Salpeter excitation energies, while maintaining low condition numbers of the overlap matrix to ensure numerical stability. For GW HOMO–LUMO gaps, the double-ζ augmented MOLOPT basis yields a mean absolute deviation of 60 meV to the complete basis set limit. The basis set convergence for excitation energies from time-dependent density functional theory and the Bethe–Salpeter equation is similar. We use our smallest generated augmented MOLOPT basis (aug-SZV-MOLOPT-ae-mini) to demonstrate GW calculations on nanographenes with 9224 atoms requiring only 34300 core hours of computational resources.



Beteiligte Einrichtungen


Details

DokumentenartArtikel
Titel eines Journals oder einer ZeitschriftJournal of Chemical Theory and Computation
Verlag:American Chemical Society (ACS)
Band:22
Nummer des Zeitschriftenheftes oder des Kapitels:1
Seitenbereich:S. 540-557
Datum22 Dezember 2025
InstitutionenPhysik > Institut für Theoretische Physik
Regensburg Center for Ultrafast Nanoscopy (RUN)
Projekte
Gefördert von: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) (503985532)
Gefördert von: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) (314695032)
Gefördert von: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) (Nicht ausgewählt)
Identifikationsnummer
WertTyp
10.1021/acs.jctc.5c01386DOI
Stichwörter / KeywordsBasis sets; Chemical calculations; Molecules
Dewey-Dezimal-Klassifikation500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
StatusVeröffentlicht
BegutachtetJa, diese Version wurde begutachtet
An der Universität Regensburg entstandenJa
URN der UB Regensburgurn:nbn:de:bvb:355-epub-784714
Dokumenten-ID78471

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