The near-edge fine structure of the carbon K-edge absorption spectrum of anthracene was measured and theoretically analyzed by density functional theory calculations implemented in the StoBe code. It is demonstrated that the consideration of electronic relaxation of excited states around localized core holes yields a significant improvement of the calculated excitation energies and reproduces the experimentally observed fine structure well. The detailed analysis of excitation spectra calculated for each symmetry inequivalent excitation center allows in particular to examine the influence of chemical shifts and core hole effects on the excitation energies. Moreover, the visualization of final states explains the large variations in the oscillator strength of various transitions as well as the nature of Rydberg-states that exhibit a notable density of states below the ionization potentials.

1.
J.
Stöhr
,
NEXAFS Spectroscopy
(
Springer
,
Berlin
,
1992
).
2.
J. G.
Chen
,
Surf. Sci. Rep.
30
,
1
152
(
1997
).
3.
K.
Weiss
,
S.
Gebert
,
M.
Wühn
,
H.
Wadepohl
, and
C.
Wöll
,
J. Vac. Sci. Technol. A
16
,
1017
1022
(
1998
).
4.
L.
Triguero
,
Y.
Luo
,
L. G. M.
Pettersson
,
H.
Ågren
,
P.
Väterlein
,
M.
Weinelt
,
A.
Fröhlisch
,
J.
Hasselström
,
O.
Karis
, and
A.
Nilsson
,
Phys. Rev. B
59
,
5189
5200
(
1999
).
5.
G.
Hähner
,
Chem. Soc. Rev.
35
,
1244
1255
(
2006
).
6.
E.
Umbach
,
K.
Glockler
, and
M.
Sokolowski
,
Surf. Sci.
402
,
20
31
(
1998
).
7.
S.
Frey
,
V.
Stadler
,
K.
Heister
,
W.
Eck
,
M.
Zharnikov
,
M.
Grunze
,
B.
Zeysing
, and
A.
Terfort
,
Langmuir
17
,
2408
2415
(
2001
).
8.
S.
Kera
,
M. B.
Casu
,
K. R.
Bauchspiess
,
D.
Batchelor
,
T.
Schmidt
, and
E.
Umbach
,
Surf. Sci.
600
,
1077
1084
(
2006
).
9.
H.
Peisert
,
I.
Biswas
,
L.
Zhang
,
M.
Knupfer
,
M.
Hanack
,
D.
Dini
,
D.
Batchelor
, and
T.
Chasse
,
Surf. Sci.
600
,
4024
4029
(
2006
).
10.
D.
Käfer
and
G.
Witte
,
Chem. Phys. Lett.
442
,
376
383
(
2007
).
11.
W.
Chen
,
D. C.
Qi
,
Y. L.
Huang
,
H.
Huang
,
Y. Z.
Wang
,
S.
Chen
,
X. Y.
Gao
, and
A. T. S.
Wee
,
J. Phys. Chem. C
113
,
12832
12839
(
2009
).
12.
E.
Voloshina
,
R.
Ovcharenko
,
A.
Shulakov
, and
Y.
Dedkov
,
J. Chem. Phys.
138
,
154706
(
2013
).
13.
R. De
Francesco
,
M.
Stener
, and
G.
Fronzoni
,
J. Phys. Chem. A
116
,
2885
2894
(
2012
).
14.
T.
Hemraj-Benny
,
S.
Banerjee
,
S.
Sambasivan
,
M.
Balasubramanian
,
D. A.
Fischer
,
G.
Eres
,
A. A.
Puretzky
,
D. B.
Geohegan
,
D. H.
Lowndes
,
W.
Han
,
J. A.
Misewich
, and
S. S.
Wong
,
Small
2
,
26
35
(
2006
).
15.
S. G.
Urquhart
,
A. P.
Hitchcock
,
A. P.
Smith
,
H. W.
Ade
,
W.
Lidy
,
E. G.
Rightor
, and
G. E.
Mitchell
,
J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom.
100
,
119
135
(
1999
).
16.
L. G. M.
Pettersson
,
H.
Ågren
,
B. L.
Schürmann
,
A.
Lippitz
, and
W. E. S.
Unger
,
Int. J. Quantum Chem. B
63
,
749
765
(
1997
).
17.
W. E. S.
Unger
,
A.
Lippitz
,
C.
Wöll
, and
W.
Heckmann
,
Fresenius’ J. Anal. Chem.
358
,
89
92
(
1997
).
18.
D.
Käfer
,
L.
Ruppel
,
G.
Witte
, and
C.
Wöll
,
Phys. Rev. Lett.
95
,
166602
(
2005
).
19.
H.
Ågren
,
O.
Vahtras
, and
V.
Carravetta
,
Chem. Phys.
196
,
47
58
(
1995
).
20.
H.
Ågren
,
V.
Carravetta
,
O.
Vahtras
, and
L. G. M.
Pettersson
,
Theor. Chem. Acc.
97
,
14
40
(
1997
).
21.
H.
Oji
,
R.
Mitsumoto
,
E.
Ito
,
H.
Ishii
, and
Y.
Ouchi
,
J. Chem. Phys.
109
,
10409
(
1998
).
22.
T.
Breuer
,
M. A.
Celik
,
P.
Jakob
,
R.
Tonner
, and
G.
Witte
,
J. Phys. Chem. C
116
,
22652
(
2012
).
23.
K.
Hermann
,
L. G. M.
Pettersson
,
M. E.
Casida
,
C.
Daul
,
A.
Goursot
,
A.
Koester
,
E.
Proynov
,
A.
St-Amant
,
D. R.
Salahub
; Contributing authors:
V.
Carravetta
,
H.
Duarte
,
C.
Friedrich
,
N.
Godbout
,
J.
Guan
,
C.
Jamorski
,
M.
Leboeuf
,
M.
Leetmaa
,
M.
Nyberg
,
S.
Patchkovskii
,
L.
Pedocchi
,
F.
Sim
,
L.
Triguero
, and
A.
Vela
, StoBe-deMon version 3.2 (
2013
).
24.
A. M.
Köster
,
G.
Geudtner
,
P.
Calaminici
,
M. E.
Casida
,
R.
Dominguez
,
R.
Flores-Moreno
,
G. U.
Gamboa
,
A.
Goursot
,
T.
Heine
,
A.
Ipatov
,
F.
Janetzko
,
J. M.
del Campo
,
J. U.
Reveles
,
A.
Vela
,
B.
Zuniga-Gutierrez
, and
D. R.
Salahub
, deMon2k version 4 (
2013
).
25.
See http://www.scm.com for ADF2013, SCM, Theoretical Chemistry, Vrije Universiteit, Amsterdam, The Netherlands.
26.
L. G. M.
Pettersson
,
H.
Ågren
,
O.
Vahtras
, and
V.
Carravetta
,
J. Chem. Phys.
103
,
8713
(
1995
).
27.
J. J.
Rehr
,
J. J.
Kas
,
F. D.
Vila
,
M. P.
Prange
, and
K.
Jorissen
,
Phys. Chem. Chem. Phys.
12
,
5503
5513
(
2010
).
28.
E.
Hollauer
,
E.
dos Santos Prucole
,
M. L. M.
Rocco
,
A. D. P.
Netto
,
A.
Schöll
, and
R.
Fink
,
J. Braz. Chem. Soc.
16
,
31
36
(
2005
).
29.
M.
Alagia
,
C.
Baldacchini
,
M. G.
Betti
,
F.
Bussolotti
,
V.
Caravetta
,
U.
Ekström
,
C.
Mariani
, and
S.
Stranges
,
J. Chem. Phys.
122
,
124305
(
2005
).
30.
D.
Käfer
,
L.
Ruppel
, and
G.
Witte
,
Phys. Rev. B
75
,
085309
(
2007
).
31.
J.
Hasselström
,
O.
Karis
,
M.
Weinelt
,
N.
Wassdahl
,
A.
Nilsson
,
M.
Nyberg
,
L. G. M.
Pettersson
,
M. G.
Samant
, and
J.
Stöhr
,
Surf. Sci.
407
,
221
236
(
1998
).
32.
D. C.
Qui
,
W.
Chen
, and
A. T. S.
Wee
, in
The Molecule-Metal Interface
, edited by
N.
Koch
,
N.
Ueno
, and
A. T. S.
Wee
(
Wiley-VCH
,
2013
).
33.
L.
Triguero
,
L. G. M.
Pettersson
, and
H.
Ågren
,
Phys. Rev. B
58
,
8097
8110
(
1998
).
34.
C.
Kolczewski
,
R.
Püttner
,
M.
Martins
,
A. S.
Schlachter
, and
G.
Snell
,
J. Chem. Phys.
124
,
034302
(
2006
).
35.
S.
Reiß
,
H.
Krumm
,
A.
Niklewski
,
V.
Staemmler
, and
C.
Wöll
,
J. Chem. Phys.
116
,
7704
(
2002
).
36.
P.
Yannoulis
,
K. H.
Frank
, and
E. E.
Koch
,
Surf. Sci.
241
,
325
334
(
1991
).
37.
A.
Bashir
,
D.
Käfer
,
J.
Müller
,
C.
Wöll
,
A.
Terfort
, and
G.
Witte
,
Angew. Chem.
47
,
5250
(
2008
).
38.
M. L.
Gordon
,
D.
Tulumello
,
G.
Cooper
,
A. P.
Hitchcock
,
P.
Glatzel
,
O. C.
Mullins
,
S. P.
Cramer
, and
U.
Bergmann
,
J. Phys. Chem. A
107
,
8512
8520
(
2003
).
39.
B.
Hammer
,
L. B.
Hansen
, and
J. K.
Norskov
,
Phys. Rev. B
59
,
7413
7421
(
1999
).
40.
J. P.
Perdew
,
K.
Burke
, and
M.
Ernzerhof
,
Phys. Rev. Lett.
77
,
3865
3868
(
1996
).
41.
N.
Godbout
,
D. R.
Salahub
,
J.
Andzelm
, and
E.
Wimmer
,
Can. J. Chem.
70
,
560
(
1992
).
42.
W.
Kutzelnigg
,
U.
Fleischer
, and
M.
Schindler
,
NMR-Basic Principles and Progress
(
Springer
,
Heidelberg
,
1990
).
43.
M.
Nyberg
, Ph.D. thesis,
Stockholm University
,
2000
.
44.
L. G. M.
Pettersson
,
U.
Wahlgren
, and
O. J.
Gropen
,
J. Chem. Phys.
86
,
2176
2184
(
1987
).
45.
L.
Triguero
,
O.
Plashkevych
,
L. G. M.
Pettersson
, and
H.
Ågren
,
J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom.
104
,
195
(
1999
).
46.
H.
Ågren
,
V.
Carravetta
,
O.
Vahtras
, and
L. G. M.
Pettersson
,
Chem. Phys. Lett.
222
,
75
81
(
1994
).
47.
J. C.
Slater
and
K. H.
Johnson
,
Phys. Rev. B
5
,
844
(
1972
).
48.
B. M.
Bode
and
M. S.
Gordon
,
J. Mol. Graphics Modell.
16
,
133
138
(
1998
).
49.
M. E.
Casida
, in
Recent Development and Applications of Modern Density Functional Theory
, edited by
J. M.
Seminario
(
Elsevier
,
Amsterdam
,
1996
), p.
391
.
50.
X.
Gonze
 et al,
Comput. Phys. Commun.
180
,
2582
(
2009
).
51.
F.
Neese
,
Wiley Interdiscip. Rev. Comput. Mol. Phys.
2
,
73
(
2012
).
52.
G.
Onida
,
L.
Reining
, and
A.
Rubio
,
Rev. Mod. Phys.
74
,
601
(
2002
).
53.
J. J.
Rehr
,
J. J.
Kas
,
M. P.
Prange
,
A. P.
Sorini
,
Y.
Takimoto
, and
F. D.
Vila
,
C. R. Phys.
10
,
548
559
(
2009
).
54.
L.
Reining
,
V.
Olevano
,
F.
Sottile
,
S.
Albrecht
, and
G.
Onida
, see http://www.bethe-salpeter.org.
55.
T.
Ohta
,
K.
Seki
,
T.
Yokoyama
,
I.
Morisada
, and
K.
Edamatsu
,
Phys. Scr.
41
,
150
(
1990
).
56.
As shown in Ref. 1 the measured absorption edge can be modeled by the expression:
$I_{edge} = H[\frac{1}{2} + \frac{1}{\pi } \text{arctan}(\frac{E-IP}{\Gamma /2})] \times \text{exp}(-d(E-IP\break -\Gamma ))$
Iedge=H[12+1πarctan(EIPΓ/2)]×exp(d(EIPΓ))
, where H, E, IP, and Γ denote the edge jump intensity, photon energy, ionization, potential and spectral resolution, respectively. The second factor accounts for the energy dependent photoionization cross section for photon energies larger than the ionization potential.57 
57.
B. L.
Henke
,
E. M.
Gullikson
, and
J. C.
Davis
,
At. Data Nucl. Data Tables
54
,
181
(
1993
).
58.
D.
Käfer
,
G.
Witte
,
P.
Cyganik
,
A.
Terfort
, and
Ch.
Wöll
,
J. Am. Chem. Soc.
128
,
1723
(
2006
).
59.
D.
Hübner
,
F.
Holch
,
M. L. M.
Rocco
,
K. C.
Prince
,
S.
Stranges
,
A.
Schöll
,
E.
Umbach
, and
R.
Fink
,
Chem. Phys. Lett.
415
,
188
(
2005
).
60.
N.
Schmidt
,
T.
Clark
,
S. G.
Urquhart
, and
R. H.
Fink
,
J. Chem. Phys.
135
,
144301
(
2011
).
You do not currently have access to this content.