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Vogt, Jan-Robert ; Wilhelm, Jan ; Hehn, Anna-Sophia

Perturbative spin–orbit couplings for the simulation of extended framework materials

Artikel

Vogt, Jan-Robert, Wilhelm, Jan und Hehn, Anna-Sophia (2025) Perturbative spin–orbit couplings for the simulation of extended framework materials. The Journal of Chemical Physics 162 (8), 082502.

DOI zum Zitieren dieses Dokuments: 10.5283/epub.80893


Zusammenfassung

A comprehensive description of photo-chemical processes in materials, comprising spin-forbidden processes such as intersystem crossing and phosphorescence, implies taking into account spin–orbit coupling. We present an efficient implementation of a perturbative spin–orbit coupling correction for the Tamm–Dancoff approximation of linear-response time-dependent density functional theory within a ...

A comprehensive description of photo-chemical processes in materials, comprising spin-forbidden processes such as intersystem crossing and phosphorescence, implies taking into account spin–orbit coupling. We present an efficient implementation of a perturbative spin–orbit coupling correction for the Tamm–Dancoff approximation of linear-response time-dependent density functional theory within a mixed Gaussian and plane wave framework relying on spin–orbit coupling corrected pseudopotentials. The implementation is validated for a benchmark set of small aromatic molecules, with mean errors in excitation energies and spin–orbit coupling matrix elements being in the range of 0.1–0.6 eV and 1.0–14.4 cm−1, respectively, in comparison with density functional theory and density functional theory multi-reference configuration interaction reference results. Computational timings are given for a bismuth-containing metal–organic framework.



Beteiligte Einrichtungen


Details

DokumentenartArtikel
Titel eines Journals oder einer ZeitschriftThe Journal of Chemical Physics
VerlagAmerican Institute of Physics (AIP) Publishing
Open Access ArtCC-Lizenz
Band162
Nummer des Zeitschriftenheftes oder des Kapitels8
Seitenbereich082502
Datum25 Februar 2025
Veröffentlichungsdatum06 Okt 2026 12:41
InstitutionenPhysik > Institut für Theoretische Physik > Lehrstuhl Ferdinand Evers
Regensburg Center for Ultrafast Nanoscopy (RUN)
Projekte
Gefördert von: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) (503985532)
Identifikationsnummer
WertTyp
10.1063/5.0242940DOI
Stichwörter / KeywordsExcitation energies, Spin-orbit interactions, Time dependent density functional theory, Linear response, Crystalline solids, Phosphorescence
Dewey-Dezimal-Klassifikation500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
StatusVeröffentlicht
BegutachtetJa, diese Version wurde begutachtet
An der Universität Regensburg entstandenZum Teil
URN der UB Regensburgurn:nbn:de:bvb:355-epub-808937
Dokumenten-ID80893

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