We present an equation of motion coupled cluster singles and doubles approach for computing transient absorption spectra from a triplet excited state. The implementation determines the left and right excitation vectors by explicitly spin-adapting the triplet excitation space. As an illustrative application, we compute transient state X-ray absorption spectra at the carbon and oxygen K-edges for the acetylacetone molecule.

1.
C.
Milne
,
T.
Penfold
, and
M.
Chergui
,
Coord. Chem. Rev.
277-278
,
44
(
2014
), following Chemical Structures using Synchrotron Radiation.
2.
M.
Chergui
and
E.
Collet
,
Chem. Rev.
117
,
11025
(
2017
).
3.
X-Ray Free Electron Lasers: Applications in Materials, Chemistry and Biology
, Energy and Environment Series Vol. 18, edited by
U.
Bergmann
,
V.
Yachandra
, and
J.
Yano
(
Royal Society of Chemistry
,
2017
).
4.
P. M.
Kraus
,
M.
Zürch
,
S. K.
Cushing
,
D. M.
Neumark
, and
S. R.
Leone
,
Nat. Rev. Chem.
2
,
82
(
2018
).
5.
T.
Wolf
,
R.
Myhre
,
J.
Cryan
,
S.
Coriani
,
R.
Squibb
,
A.
Battistoni
,
N.
Berrah
,
C.
Bostedt
,
P.
Bucksbaum
,
G.
Coslovich
,
R.
Feifel
,
K.
Gaffney
,
J.
Grilj
,
T.
Martinez
,
S.
Miyabe
,
S.
Moeller
,
M.
Mucke
,
A.
Natan
,
R.
Obaid
,
T.
Osipov
,
O.
Plekan
,
S.
Wang
,
H.
Koch
, and
M.
Gühr
,
Nat. Commun.
8
,
29
(
2017
).
6.
A.
Bhattacherjee
,
C. D.
Pemmaraju
,
K.
Schnorr
,
A. R.
Attar
, and
S. R.
Leone
,
J. Am. Chem. Soc.
139
,
16576
(
2017
).
7.
P.
Norman
and
A.
Dreuw
,
Chem. Rev.
118
,
7208
(
2018
).
8.
S. P.
Neville
,
V.
Averbukh
,
S.
Patchkovskii
,
M.
Ruberti
,
R.
Yun
,
M.
Chergui
,
A.
Stolow
, and
M. S.
Schuurman
,
Faraday Discuss.
194
,
117
(
2016
).
9.
C.
Ehlert
,
M.
Gühr
, and
P.
Saalfrank
,
J. Chem. Phys.
149
,
144112
(
2018
).
10.
Z.
Li
,
M. E.-A.
Madjet
,
O.
Vendrell
, and
R.
Santra
,
Faraday Discuss.
171
,
457
(
2014
).
11.
M. L.
Vidal
,
X.
Feng
,
E.
Epifanovsky
,
A. I.
Krylov
, and
S.
Coriani
,
J. Chem. Theory Comput.
15
,
3117
(
2019
).
12.
R.
Costantini
,
R.
Faber
,
A.
Cossaro
,
L.
Floreano
,
A.
Verdini
,
C.
Hättig
,
A.
Morgante
,
S.
Coriani
, and
M.
Dell’Angela
,
Commun. Phys.
2
,
56
(
2019
).
13.
S.
Coriani
and
H.
Koch
,
J. Chem. Phys.
143
,
181103
(
2015
).
14.
S.
Coriani
and
H.
Koch
,
J. Chem. Phys.
145
,
149901
(
2016
).
15.
O.
Christiansen
,
H.
Koch
,
A.
Halkier
,
P.
Jørgensen
,
T.
Helgaker
, and
A.
Sánchez de Merás
,
J. Chem. Phys.
105
,
6921
(
1996
).
16.
K.
Hald
,
C.
Hättig
, and
P.
Jørgensen
,
J. Chem. Phys.
113
,
7765
(
2000
).
17.
J. F.
Stanton
and
R. J.
Bartlett
,
J. Chem. Phys.
98
,
7029
(
1993
).
18.
Y.
Shao
,
Z.
Gan
,
E.
Epifanovsky
,
A. T.
Gilbert
,
M.
Wormit
,
J.
Kussmann
,
A. W.
Lange
,
A.
Behn
,
J.
Deng
,
X.
Feng
,
D.
Ghosh
,
M.
Goldey
,
P. R.
Horn
,
L. D.
Jacobson
,
I.
Kaliman
,
R. Z.
Khaliullin
,
T.
Kuś
,
A.
Landau
,
J.
Liu
,
E. I.
Proynov
,
Y. M.
Rhee
,
R. M.
Richard
,
M. A.
Rohrdanz
,
R. P.
Steele
,
E. J.
Sundstrom
,
H. L.
Woodcock
 III
,
P. M.
Zimmerman
,
D.
Zuev
,
B.
Albrecht
,
E.
Alguire
,
B.
Austin
,
G. J. O.
Beran
,
Y. A.
Bernard
,
E.
Berquist
,
K.
Brandhorst
,
K. B.
Bravaya
,
S. T.
Brown
,
D.
Casanova
,
C.-M.
Chang
,
Y.
Chen
,
S. H.
Chien
,
K. D.
Closser
,
D. L.
Crittenden
,
M.
Diedenhofen
,
R. A.
DiStasio
, Jr.
,
H.
Do
,
A. D.
Dutoi
,
R. G.
Edgar
,
S.
Fatehi
,
L.
Fusti-Molnar
,
A.
Ghysels
,
A.
Golubeva-Zadorozhnaya
,
J.
Gomes
,
M. W.
Hanson-Heine
,
P. H.
Harbach
,
A. W.
Hauser
,
E. G.
Hohenstein
,
Z. C.
Holden
,
T.-C.
Jagau
,
H.
Ji
,
B.
Kaduk
,
K.
Khistyaev
,
J.
Kim
,
J.
Kim
,
R. A.
King
,
P.
Klunzinger
,
D.
Kosenkov
,
T.
Kowalczyk
,
C. M.
Krauter
,
K. U.
Lao
,
A. D.
Laurent
,
K. V.
Lawler
,
S. V.
Levchenko
,
C. Y.
Lin
,
F.
Liu
,
E.
Livshits
,
R. C.
Lochan
,
A.
Luenser
,
P.
Manohar
,
S. F.
Manzer
,
S.-P.
Mao
,
N.
Mardirossian
,
A. V.
Marenich
,
S. A.
Maurer
,
N. J.
Mayhall
,
E.
Neuscamman
,
C. M.
Oana
,
R.
Olivares-Amaya
,
D. P.
O’Neill
,
J. A.
Parkhill
,
T. M.
Perrine
,
R.
Peverati
,
A.
Prociuk
,
D. R.
Rehn
,
E.
Rosta
,
N. J.
Russ
,
S. M.
Sharada
,
S.
Sharma
,
D. W.
Small
,
A.
Sodt
,
T.
Stein
,
D.
Stück
,
Y.-C.
Su
,
A. J.
Thom
,
T.
Tsuchimochi
,
V.
Vanovschi
,
L.
Vogt
,
O.
Vydrov
,
T.
Wang
,
M. A.
Watson
,
J.
Wenzel
,
A.
White
,
C. F.
Williams
,
J.
Yang
,
S.
Yeganeh
,
S. R.
Yost
,
Z.-Q.
You
,
I. Y.
Zhang
,
X.
Zhang
,
Y.
Zhao
,
B. R.
Brooks
,
G. K.
Chan
,
D. M.
Chipman
,
C. J.
Cramer
,
W. A.
Goddard
,
M. S.
Gordon
,
W. J.
Hehre
,
A.
Klamt
,
H. F.
Schaefer
 III
,
M. W.
Schmidt
,
C. D.
Sherrill
,
D. G.
Truhlar
,
A.
Warshel
,
X.
Xu
,
A.
Aspuru-Guzik
,
R.
Baer
,
A. T.
Bell
,
N. A.
Besley
,
J.-D.
Chai
,
A.
Dreuw
,
B. D.
Dunietz
,
T. R.
Furlani
,
S. R.
Gwaltney
,
C.-P.
Hsu
,
Y.
Jung
,
J.
Kong
,
D. S.
Lambrecht
,
W.
Liang
,
C.
Ochsenfeld
,
V. A.
Rassolov
,
L. V.
Slipchenko
,
J. E.
Subotnik
,
T. V.
Voorhis
,
J. M.
Herbert
,
A. I.
Krylov
,
P. M.
Gill
, and
M.
Head-Gordon
,
Mol. Phys.
113
,
184
(
2015
).
19.
R. M.
Parrish
,
L. A.
Burns
,
D. G. A.
Smith
,
A. C.
Simmonett
,
A. E.
DePrince
,
E. G.
Hohenstein
,
U.
Bozkaya
,
A. Y.
Sokolov
,
R.
Di Remigio
,
R. M.
Richard
,
J. F.
Gonthier
,
A. M.
James
,
H. R.
McAlexander
,
A.
Kumar
,
M.
Saitow
,
X.
Wang
,
B. P.
Pritchard
,
P.
Verma
,
H. F.
Schaefer
,
K.
Patkowski
,
R. A.
King
,
E. F.
Valeev
,
F. A.
Evangelista
,
J. M.
Turney
,
T. D.
Crawford
, and
C. D.
Sherrill
,
J. Chem. Theory Comput.
13
,
3185
(
2017
).
20.
K.
Aidas
,
C.
Angeli
,
K. L.
Bak
,
V.
Bakken
,
R.
Bast
,
L.
Boman
,
O.
Christiansen
,
R.
Cimiraglia
,
S.
Coriani
,
P.
Dahle
,
E. K.
Dalskov
,
U.
Ekström
,
T.
Enevoldsen
,
J. J.
Eriksen
,
P.
Ettenhuber
,
B.
Fernández
,
L.
Ferrighi
,
H.
Fliegl
,
L.
Frediani
,
K.
Hald
,
A.
Halkier
,
C.
Hättig
,
H.
Heiberg
,
T.
Helgaker
,
A. C.
Hennum
,
H.
Hettema
,
E.
Hjertenæs
,
S.
Høst
,
I.-M.
Høyvik
,
M. F.
Iozzi
,
B.
Jansik
,
H. J. A.
Jensen
,
D.
Jonsson
,
P.
Jørgensen
,
J.
Kauczor
,
S.
Kirpekar
,
T.
Kjærgaard
,
W.
Klopper
,
S.
Knecht
,
R.
Kobayashi
,
H.
Koch
,
J.
Kongsted
,
A.
Krapp
,
K.
Kristensen
,
A.
Ligabue
,
O. B.
Lutnæs
,
J. I.
Melo
,
K. V.
Mikkelsen
,
R. H.
Myhre
,
C.
Neiss
,
C. B.
Nielsen
,
P.
Norman
,
J.
Olsen
,
J. M. H.
Olsen
,
A.
Osted
,
M. J.
Packer
,
F.
Pawlowski
,
T. B.
Pedersen
,
P. F.
Provasi
,
S.
Reine
,
Z.
Rinkevicius
,
T. A.
Ruden
,
K.
Ruud
,
V. V.
Rybkin
,
P.
Salek
,
C. C. M.
Samson
,
A. S.
de Merás
,
T.
Saue
,
S. P. A.
Sauer
,
B.
Schimmelpfennig
,
K.
Sneskov
,
A. H.
Steindal
,
K. O.
Sylvester-Hvid
,
P. R.
Taylor
,
A. M.
Teale
,
E. I.
Tellgren
,
D. P.
Tew
,
A. J.
Thorvaldsen
,
L.
Thøgersen
,
O.
Vahtras
,
M. A.
Watson
,
D. J. D.
Wilson
,
M.
Ziolkowski
, and
H.
Ågren
,
Wiley Interdiscip. Rev.: Comput. Mol. Sci.
4
,
269
(
2014
).
21.
F.
Furche
,
R.
Ahlrichs
,
C.
Hättig
,
W.
Klopper
,
M.
Sierka
, and
F.
Weigend
,
Wiley Interdiscip. Rev.: Comput. Mol. Sci.
4
,
91
(
2014
).
22.
J. F.
Stanton
,
J.
Gauss
,
L.
Cheng
,
M. E.
Harding
,
D. A.
Matthews
, and
P. G.
Szalay
, “
CFOUR, coupled-cluster techniques for computational chemistry, a quantum-chemical program package
,” With contributions from
A. A.
Auer
,
R. J.
Bartlett
,
U.
Benedikt
,
C.
Berger
,
D. E.
Bernholdt
,
Y. J.
Bomble
,
O.
Christiansen
,
F.
Engel
,
R.
Faber
,
M.
Heckert
,
O.
Heun
,
M.
Hilgenberg
,
C.
Huber
,
T.-C.
Jagau
,
D.
Jonsson
,
J.
Jusélius
,
T.
Kirsch
,
K.
Klein
,
W. J.
Lauderdale
,
F.
Lipparini
,
T.
Metzroth
,
L. A.
Mück
,
D. P.
O’Neill
,
D. R.
Price
,
E.
Prochnow
,
C.
Puzzarini
,
K.
Ruud
,
F.
Schiffmann
,
W.
Schwalbach
,
C.
Simmons
,
S.
Stopkowicz
,
A.
Tajti
,
J.
Vázquez
,
F.
Wang
,
J. D.
Watts
and the integral packages MOLECULE (
J.
Almlöf
and
P. R.
Taylor
), PROPS (
P. R.
Taylor
), ABACUS (
T.
Helgaker
,
H. J. A.
Jensen
,
P.
Jørgensen
, and
J.
Olsen
), and ECP routines by
A. V.
Mitin
and
C.
van Wüllen
, For the current version, see http://www.cfour.de.
23.
E.
Epifanovsky
,
M.
Wormit
,
T.
Kuś
,
A.
Landau
,
D.
Zuev
,
K.
Khistyaev
,
P. U.
Manohar
,
I.
Kaliman
,
A.
Dreuw
, and
A. I.
Krylov
,
J. Comput. Chem.
34
,
2293
(
2013
).
24.
C.
Hättig
,
A.
Köhn
, and
K.
Hald
,
J. Chem. Phys.
116
,
5401
(
2002
).
25.
M.
Pabst
and
A.
Köhn
,
J. Chem. Phys.
129
,
214101
(
2008
).
26.
R. J.
Squibb
,
M.
Sapunar
,
A.
Ponzi
,
R.
Richter
,
A.
Kivimäki
,
O.
Plekan
,
P.
Finetti
,
N.
Sisourat
,
V.
Zhaunerchyk
,
T.
Marchenko
,
L.
Journel
,
R.
Guillemin
,
R.
Cucini
,
M.
Coreno
,
C.
Grazioli
,
M.
Di Fraia
,
C.
Callegari
,
K. C.
Prince
,
P.
Decleva
,
M.
Simon
,
J. H. D.
Eland
,
N.
Doślić
,
R.
Feifel
, and
M. N.
Piancastelli
,
Nat. Commun.
9
,
63
(
2018
).
27.
T.
Helgaker
,
P.
Jørgensen
, and
J.
Olsen
,
Molecular Electronic Structure Theory
(
Wiley
,
2004
).
28.
H.
Koch
and
P.
Jørgensen
,
J. Chem. Phys.
93
,
3333
(
1990
).
30.
S.
Coriani
,
F.
Pawlowski
,
J.
Olsen
, and
P.
Jørgensen
,
J. Chem. Phys.
144
,
024102
(
2016
).
31.
F.
Pawlowski
,
J.
Olsen
, and
P.
Jørgensen
,
J. Chem. Phys.
142
,
114109
(
2015
).
32.
K.
Sneskov
and
O.
Christiansen
,
Wiley Interdiscip. Rev.: Comput. Mol. Sci.
2
,
566
(
2012
).
33.
R. J.
Bartlett
,
Wiley Interdiscip. Rev.: Comput. Mol. Sci.
2
,
126
(
2012
).
34.
R.
Faber
and
S.
Coriani
,
J. Chem. Theory Comput.
15
,
520
(
2019
).
35.
H.
Koch
,
R.
Kobayashi
,
A.
Sanchez de Merás
, and
P.
Jørgensen
,
J. Chem. Phys.
100
,
4393
(
1994
).
36.
A.
Halkier
,
H.
Koch
,
O.
Christiansen
,
P.
Jørgensen
, and
T.
Helgaker
,
J. Chem. Phys.
107
,
849
(
1997
).
37.
C.
Hättig
, “
Restructuring of the jacobian left transformation in Dalton
,” private communication (
1998
).
38.
S.
Tsuru
,
M. L.
Vidal
,
M.
Pápai
,
A. I.
Krylov
,
K. B.
Møller
, and
S.
Coriani
,
J. Chem. Phys.
151
,
124114
(
2019
).
39.
M. L.
Vidal
,
A. I.
Krylov
, and
S.
Coriani
, “
Dyson orbitals within the fc-CVS-EOM-CCSD framework: Theory and application to X-ray photoelectron spectroscopy of ground and excited states
,”
Phys. Chem. Chem. Phys.
(submitted); e-print ChemRxiv:9616991.v1.
40.
J. P.
Carbone
,
L.
Cheng
,
R. H.
Myhre
,
D.
Matthews
,
H.
Koch
, and
S.
Coriani
,
Adv. Quantum Chem.
(in press).
41.
J.
Wenzel
,
M.
Wormit
, and
A.
Dreuw
,
J. Comput. Chem.
35
,
1900
(
2014
).
42.
J.
Wenzel
,
A.
Holzer
,
M.
Wormit
, and
A.
Dreuw
,
J. Chem. Phys.
142
,
214104
(
2015
).
43.
A.
Luzanov
,
A.
Sukhorukov
, and
V.
Umanskii
,
Theor. Exp. Chem.
10
,
354
(
1976
).
44.
G.
Schaftenaar
and
J.
Noordik
,
J. Comput.-Aided Mol. Des.
14
,
123
(
2000
).
45.
E. F.
Kjønstad
,
R. H.
Myhre
,
T. J.
Martínez
, and
H.
Koch
,
J. Chem. Phys.
147
,
164105
(
2017
).
46.
E. F.
Kjønstad
and
H.
Koch
,
J. Phys. Chem. Lett.
8
,
4801
(
2017
).
47.
H.
Koch
,
O.
Christiansen
,
P.
Jørgensen
,
A. M.
Sanchez de Merás
, and
T.
Helgaker
,
J. Chem. Phys.
106
,
1808
(
1997
).
48.
R.
Lessard
,
J.
Cuny
,
G.
Cooper
, and
A. P.
Hitchcock
,
Chem. Phys.
331
,
289
(
2007
).
49.
C.
Amis
and
A.
Hitchcock
, “
Gas phase core excitation database
,” http://unicorn.chemistry.mcmaster.ca/corex/cedb-title.html,
2003
.
50.
H.
Koch
,
A.
Sánchez de Merás
,
T.
Helgaker
, and
O.
Christiansen
,
J. Chem. Phys.
104
,
4157
(
1996
).

Supplementary Material

You do not currently have access to this content.