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Graml, Maximilian ; Wilhelm, Jan

Optical excitations in nanographenes from the Bethe-Salpeter equation and time-dependent density functional theory: Absorption spectra and spatial descriptors

Graml, Maximilian und Wilhelm, Jan (2026) Optical excitations in nanographenes from the Bethe-Salpeter equation and time-dependent density functional theory: Absorption spectra and spatial descriptors. Physical Review B 113, S. 205152.

Veröffentlichungsdatum dieses Volltextes: 29 Mai 2026 10:00
Artikel
DOI zum Zitieren dieses Dokuments: 10.5283/epub.79526


Zusammenfassung

The GW plus Bethe-Salpeter equation (GW-BSE) formalism is a well-established approach for calculating excitation energies and optical spectra of molecules, nanostructures, and crystalline materials. We implement GW-BSE in the CP2K code and validate the implementation for a standard organic molecular test set, obtaining excellent agreement with reference data, with a mean absolute error in ...

The GW plus Bethe-Salpeter equation (GW-BSE) formalism is a well-established approach for calculating excitation energies and optical spectra of molecules, nanostructures, and crystalline materials. We implement GW-BSE in the CP2K code and validate the implementation for a standard organic molecular test set, obtaining excellent agreement with reference data, with a mean absolute error in excitation energies below 3 meV. We then study optical spectra of nanographenes of increasing length, showing excellent agreement with experiment. We further compute the size of the excitation of the lowest optically active excitation, which converges to about 7.6 Å with increasing length. Comparison with time-dependent density functional theory using functionals of varying exact-exchange fraction shows that none reproduce both the size of the excitation and optical spectra of GW-BSE, underscoring the need for many-body methods for accurate description of electronic excitations in nanostructures.



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Details

DokumentenartArtikel
Titel eines Journals oder einer ZeitschriftPhysical Review B
Verlag:American Physical Society (APS)
Band:113
Seitenbereich:S. 205152
Datum28 Mai 2026
InstitutionenPhysik > Institut für Theoretische Physik > Lehrstuhl Ferdinand Evers
Regensburg Center for Ultrafast Nanoscopy (RUN)
Projekte
Gefördert von: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) (Nicht ausgewählt)
Gefördert von: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) (503985532)
Identifikationsnummer
WertTyp
10.1103/38k2-d55hDOI
Dewey-Dezimal-Klassifikation500 Naturwissenschaften und Mathematik > 500 Naturwissenschaften
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
StatusVeröffentlicht
BegutachtetJa, diese Version wurde begutachtet
An der Universität Regensburg entstandenJa
URN der UB Regensburgurn:nbn:de:bvb:355-epub-795261
Dokumenten-ID79526

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