An approximate Kohn–Sham exchange-correlation potential νxcSAOP is developed with the method of statistical averaging of (model) orbital potentials (SAOP) and is applied to the calculation of excitation energies as well as of static and frequency-dependent multipole polarizabilities and hyperpolarizabilities within time-dependent density functional theory (TDDFT). νxcSAOP provides high quality results for all calculated response properties and a substantial improvement upon the local density approximation (LDA) and the van Leeuwen–Baerends (LB) potentials for the prototype molecules CO, N2,CH2O, and C2H4. For the first three molecules and the lower excitations of the C2H4 the average error of the vertical excitation energies calculated with νxcSAOP approaches the benchmark accuracy of 0.1 eV for the electronic spectra.

1.
E. K. U. Gross, J. F. Dobson, and M. Petersilka, in Density Functional Theory, edited by R. F. Nalewajski (Springer-Verlag, Berlin, 1996), Vol. 181, p. 81.
2.
M. Casida, in Recent Advances in Density Functional Methods, edited by D. P. Chong (World Scientific, Singapore, 1995), Vol. 1.
3.
S. J. A.
van Gisbergen
,
J. G.
Snijders
, and
E. J.
Baerends
,
J. Chem. Phys.
103
,
9347
(
1995
).
4.
R.
Bauernschmitt
and
R.
Ahlrichs
,
Chem. Phys. Lett.
256
,
454
(
1996
).
5.
D. J.
Tozer
and
N. C.
Handy
,
J. Chem. Phys.
109
,
10180
(
1998
).
6.
S. J. A.
van Gisbergen
,
J. G.
Snijders
, and
E. J.
Baerends
,
Comput. Phys. Commun.
118
,
119
(
1999
).
7.
C.
Jamorski
,
M.
Casida
, and
D. R.
Salahub
,
J. Chem. Phys.
104
,
5134
(
1996
).
8.
M. E.
Casida
,
C.
Jamorski
,
K. C.
Casida
, and
D. R.
Salahub
,
J. Chem. Phys.
108
,
4439
(
1998
).
9.
M.
Petersilka
,
U. J.
Gossmann
, and
E. K. U.
Gross
,
Phys. Rev. Lett.
76
,
1212
(
1996
).
10.
R.
Bauernschmitt
,
M.
Haeser
,
O.
Treutler
, and
R.
Ahlrichs
,
Chem. Phys. Lett.
264
,
573
(
1997
).
11.
S. J. A.
van Gisbergen
,
F.
Kootstra
,
P. R. T.
Schipper
,
O. V.
Gritsenko
,
J. G.
Snijders
, and
E. J.
Baerends
,
Phys. Rev. A
57
,
2556
(
1998
).
12.
R. E.
Stratmann
,
G. E.
Scuseria
, and
M. J.
Frisch
,
J. Chem. Phys.
109
,
8218
(
1998
).
13.
S. J. A.
van Gisbergen
,
V. P.
Osinga
,
O. V.
Gritsenko
,
R.
van Leeuwen
,
J. G.
Snijders
, and
E. J.
Baerends
,
J. Chem. Phys.
105
,
3142
(
1996
).
14.
V. P.
Osinga
,
S. J. A.
van Gisbergen
,
J. G.
Snijders
, and
E. J.
Baerends
,
J. Chem. Phys.
106
,
5091
(
1997
).
15.
U.
Hohm
,
D.
Goebel
, and
S.
Grimme
,
Chem. Phys. Lett.
272
,
1059
(
1997
).
16.
A.
Görling
,
H. H.
Heinze
,
S. P.
Ruzankin
,
M.
Staufer
, and
N.
Rösch
,
J. Chem. Phys.
110
,
2785
(
1999
).
17.
A. G.
Ioannou
,
S. M.
Colwell
, and
R. D.
Amos
,
Chem. Phys. Lett.
278
,
278
(
1997
).
18.
S. J. A.
van Gisbergen
,
J. G.
Snijders
, and
E. J.
Baerends
,
Phys. Rev. Lett.
78
,
3097
(
1997
).
19.
S. J. A.
van Gisbergen
,
J. G.
Snijders
, and
E. J.
Baerends
,
J. Chem. Phys.
109
,
10644
(
1998
).
20.
S. J. A.
van Gisbergen
,
J. G.
Snijders
, and
E. J.
Baerends
,
J. Chem. Phys.
111
,
6652
(
1999
).
21.
S. J. A.
van Gisbergen
,
J. G.
Snijders
, and
E. J.
Baerends
,
J. Chem. Phys.
109
,
10657
(
1998
).
22.
A. J.
Cohen
,
N. C.
Handy
, and
D. J.
Tozer
,
Chem. Phys. Lett.
303
,
391
(
1999
).
23.
K. B.
Wiberg
,
R. E.
Stratmann
, and
M. J.
Frisch
,
Chem. Phys. Lett.
297
,
60
(
1998
).
24.
S.
Hirata
and
M.
Head-Gordon
,
Chem. Phys. Lett.
302
,
375
(
1999
).
25.
D.
Sundholm
,
Chem. Phys. Lett.
302
,
480
(
1999
).
26.
R.
Bauernschmitt
,
R.
Ahlrichs
,
F. H.
Hennrich
, and
M. K.
Kappes
,
J. Am. Chem. Soc.
120
,
502
(
1998
).
27.
S. J. A.
van Gisbergen
,
P. R. T.
Schipper
,
O. V.
Gritsenko
,
E. J.
Baerends
,
J. G.
Snijders
,
B.
Champagne
, and
B.
Kirtman
,
Phys. Rev. Lett.
83
,
694
(
1999
).
28.
A.
Rosa
,
E. J.
Baerends
,
S. J. A.
van Gisbergen
,
E.
van Lenthe
,
J. A.
Groeneveld
, and
J. G. S.
Snijders
,
J. Am. Chem. Soc.
121
,
10356
(
1999
).
29.
S. J. A.
van Gisbergen
,
J. A.
Groeneveld
,
A.
Rosa
,
J. G.
Snijders
, and
E. J.
Baerends
,
J. Phys. Chem. A
103
,
6835
(
1999
).
30.
S. J. A.
van Gisbergen
,
A.
Rosa
,
G.
Ricciardi
, and
E. J.
Baerends
,
J. Chem. Phys.
111
,
2499
(
1999
).
31.
M. Petersilka, U. J. Gossmann, and E. K. U. Gross, in Electronic Density Functional Theory: Recent Progress and New Directions, edited by J. F. Dobson, G. Vignale, and M. P. Das (Plenum, New York, 1998), p. 177.
32.
I.
Vasiliev
,
S.
Ögüt
, and
J. R.
Chelikowsky
,
Phys. Rev. Lett.
82
,
1919
(
1999
).
33.
S. A. C.
McDowell
,
R. D.
Amos
, and
N. C.
Handy
,
Chem. Phys. Lett.
235
,
1
(
1995
).
34.
R.
van Leeuwen
and
E. J.
Baerends
,
Phys. Rev. A
49
,
2421
(
1994
).
35.
M. E.
Casida
,
K. C.
Casida
, and
D. R.
Salahub
,
Int. J. Quantum Chem.
70
,
933
(
1998
).
36.
O. V.
Gritsenko
,
P. R. T.
Schipper
, and
E. J.
Baerends
,
Chem. Phys. Lett.
302
,
199
(
1999
).
37.
O. V.
Gritsenko
,
R.
van Leeuwen
,
E.
van Lenthe
, and
E. J.
Baerends
,
Phys. Rev. A
51
,
1944
(
1995
).
38.
O. V.
Gritsenko
,
R.
van Leeuwen
, and
E. J.
Baerends
,
Int. J. Quantum Chem.
61
,
231
(
1997
).
39.
A.
Becke
,
Phys. Rev. A
38
,
3098
(
1988
).
40.
P. R. T.
Schipper
,
O. V.
Gritsenko
, and
E. J.
Baerends
,
Theor. Chem. Acc.
98
,
16
(
1997
).
41.
J. P.
Perdew
,
K.
Burke
, and
Y.
Wang
,
Phys. Rev. B
54
,
16533
(
1996
).
42.
J. P. Perdew, in Electronic Structure of Solids, edited by P. Ziesche and H. Eschrig (Akademie-Verlag, Berlin, 1991), p. 11.
43.
J. P.
Perdew
,
J. A.
Chevary
,
S. H.
Vosko
,
K. A.
Jackson
,
M. R.
Pederson
,
D. J.
Singh
, and
C.
Fiolhais
,
Phys. Rev. B
46
,
6671
(
1992
).
44.
E. J.
Baerends
and
O. V.
Gritsenko
,
J. Phys. Chem.
101
,
5383
(
1997
).
45.
J. B.
Krieger
,
Y.
Li
, and
G. J.
Iafrate
,
Phys. Rev. A
45
,
101
(
1992
).
46.
J. P.
Perdew
,
R. G.
Parr
,
M.
Levy
, and
J. L.
Balduz
,
Phys. Rev. Lett.
49
,
1691
(
1982
).
47.
R.
van Leeuwen
,
O. V.
Gritsenko
, and
E. J.
Baerends
,
Top. Curr. Chem.
180
,
107
(
1996
).
48.
O. V. Gritsenko, P. R. T. Schipper, and E. J. Baerends, Int. J. Quantum Chem. (accepted).
49.
S. J. A. van Gisbergen, Ph.D. thesis, Vrije Universiteit, 1998.
50.
J. B.
Foresman
,
M.
Head-Gordon
,
J. A.
Pople
, and
M. J.
Frisch
,
J. Phys. Chem.
96
,
135
(
1992
).
51.
A.
Savin
,
C. J.
Umrigar
, and
X.
Gonze
,
Chem. Phys. Lett.
288
,
391
(
1998
).
52.
C.
Filippi
,
C. J.
Umrigar
, and
X.
Gonze
,
J. Chem. Phys.
107
,
9994
(
1997
).
53.
M. A.
Spackman
,
J. Chem. Phys.
94
,
1288
(
1991
).
54.
G. D.
Zeiss
and
W. J.
Meath
,
Mol. Phys.
33
,
1155
(
1977
).
55.
B.
Champagne
,
E. A.
Perpete
,
S. J. A.
van Gisbergen
,
E. J.
Baerends
,
J. G.
Snijders
,
C.
Soubra-Ghaoui
,
K. A.
Robins
, and
B.
Kirtman
,
J. Chem. Phys.
109
,
10489
(
1998
).
56.
B.
Champagne
,
E. A.
Perpete
,
S. J. A.
van Gisbergen
,
E. J.
Baerends
,
J. G.
Snijders
,
C.
Soubra-Ghaoui
,
K. A.
Robins
, and
B.
Kirtman
,
J. Chem. Phys.
110
,
11664
(
1999
).
This content is only available via PDF.
You do not currently have access to this content.