Fano-ADC is a family of ab initio methods for the prediction of electronic decay widths in excited, singly and doubly ionized systems. It has been particularly successful in elucidating the geometry dependence of the inter-atomic decay widths in clusters and facilitated the prediction of new electronic decay phenomena. However, the available Fano-ADC schemes are limited to the second-order treatment of the initial state and the first-order treatment of the final states of the decay. This confines the applicability of the Fano-ADC approach to first-order decay processes, e.g., normal but not double Auger decay (DAD), and compromises the numerical accuracy of the schemes through the unbalanced treatment of electronic correlation. Here, we introduce the ADC(2,2) approximation for singly ionized states, which describes both initial and final states of the decay up to second order. We use the new scheme to construct the Fano-ADC(2,2) approximation for the decay widths and show that it provides superior accuracy for the decay widths of a series of processes. Moreover, the Fano-ADC(2,2) method provides access to second-order decay processes, such as DAD, which are qualitatively beyond the reach of the previously available Fano-ADC implementations.

2.
L. S.
Cederbaum
,
J.
Zobeley
, and
F.
Tarantelli
,
Phys. Rev. Lett.
79
,
4778
(
1997
).
3.
T.
Jahnke
,
J. Phys. B: At., Mol. Opt. Phys.
48
,
082001
(
2015
).
4.
T. A.
Carlson
and
M. O.
Krause
,
Phys. Rev. Lett.
14
,
390
(
1965
).
5.
L.
Journel
,
R.
Guillemin
,
A.
Haouas
,
P.
Lablanquie
,
F.
Penent
,
J.
Palaudoux
,
L.
Andric
,
M.
Simon
,
D.
Céolin
,
T.
Kaneyasu
,
J.
Viefhaus
,
M.
Braune
,
W. B.
Li
,
C.
Elkharrat
,
F.
Catoire
,
J.-C.
Houver
, and
D.
Dowek
,
Phys. Rev. A
77
,
042710
(
2008
).
6.
A. H.
Roos
,
J. H. D.
Eland
,
J.
Andersson
,
R. J.
Squibb
,
D.
Koulentianos
,
O.
Talaee
, and
R.
Feifel
,
Sci. Rep.
8
,
16405
(
2018
).
7.
V.
Averbukh
and
L. S.
Cederbaum
,
Phys. Rev. Lett.
96
,
053401
(
2006
).
8.
R.
Feifel
,
J. H. D.
Eland
,
R. J.
Squibb
,
M.
Mucke
,
S.
Zagorodskikh
,
P.
Linusson
,
F.
Tarantelli
,
P.
Kolorenč
, and
V.
Averbukh
,
Phys. Rev. Lett.
116
,
073001
(
2016
).
9.
M.
Žitnik
,
R.
Püttner
,
G.
Goldsztejn
,
K.
Bučar
,
M.
Kavčič
,
A.
Mihelič
,
T.
Marchenko
,
R.
Guillemin
,
L.
Journel
,
O.
Travnikova
,
D.
Céolin
,
M. N.
Piancastelli
, and
M.
Simon
,
Phys. Rev. A
93
,
021401
(
2016
).
10.
V.
Averbukh
and
P.
Kolorenč
,
Phys. Rev. Lett.
103
,
183001
(
2009
).
11.
H. P.
Kelly
,
Phys. Rev. A
11
,
556
(
1975
).
12.
M. Y.
Amusia
,
I. S.
Lee
, and
V. A.
Kilin
,
Phys. Rev. A
45
,
4576
(
1992
).
13.
M. S.
Pindzola
and
D. C.
Griffin
,
Phys. Rev. A
36
,
2628
(
1987
).
15.
J.
Zeng
,
P.
Liu
,
W.
Xiang
, and
J.
Yuan
,
Phys. Rev. A
87
,
033419
(
2013
).
16.
U. V.
Riss
and
H.-D.
Meyer
,
J. Phys. B: At., Mol. Opt. Phys.
26
,
4503
(
1993
).
17.
N.
Moiseyev
,
Non-Hermitian Quantum Mechanics
(
Cambridge University Press
,
2011
).
18.
R.
Santra
and
L. S.
Cederbaum
,
Phys. Rep.
368
,
1
(
2002
).
19.
Y.-G.
Peng
,
Y.
Wu
,
L.-F.
Zhu
,
S. B.
Zhang
,
J.-G.
Wang
,
H.-P.
Liebermann
, and
R. J.
Buenker
,
J. Chem. Phys.
144
,
054306
(
2016
).
20.
S. B.
Zhang
and
D. L.
Yeager
,
Phys. Rev. A
85
,
032515
(
2012
).
22.
N.
Vaval
and
L. S.
Cederbaum
,
J. Chem. Phys.
126
,
164110
(
2007
).
23.
A.
Ghosh
,
A.
Karne
,
S.
Pal
, and
N.
Vaval
,
Phys. Chem. Chem. Phys.
15
,
17915
(
2013
).
24.
V.
Averbukh
and
L. S.
Cederbaum
,
J. Chem. Phys.
123
,
204107
(
2005
).
25.
K.
Gokhberg
,
V.
Averbukh
, and
L. S.
Cederbaum
,
J. Chem. Phys.
126
,
154107
(
2007
).
26.
P.
Kolorenč
,
V.
Averbukh
,
K.
Gokhberg
, and
L. S.
Cederbaum
,
J. Chem. Phys.
129
,
244102
(
2008
).
28.
G.
Howat
,
T.
Aberg
, and
O.
Goscinski
,
J. Phys. B: At., Mol. Opt. Phys.
11
,
1575
(
1978
).
29.
F.
Mertins
and
J.
Schirmer
,
Phys. Rev. A
53
,
2140
(
1996
).
30.
J.
Schirmer
,
Many-Body Methods for Atoms, Molecules and Clusters
, Lecture Notes in Chemistry Vol. 94 (
Springer International Publishing
,
2018
).
31.
P. W.
Langhoff
, in
Electron-Molecule and Photon-Molecule Collisions
, edited by
T.
Rescigno
,
V.
McKoy
, and
B.
Schenider
(
Plenum
,
New York
,
1979
), p.
183
.
32.
N.
Sisourat
,
N. V.
Kryzhevoi
,
P.
Kolorenč
,
S.
Scheit
,
T.
Jahnke
, and
L. S.
Cederbaum
,
Nat. Phys.
6
,
508
(
2010
).
33.
K.
Gokhberg
,
P.
Kolorenč
,
A. I.
Kuleff
, and
L. S.
Cederbaum
,
Nature
505
,
661
(
2014
).
34.
M.
Drescher
,
M.
Hentschel
,
R.
Kienberger
,
M.
Uiberacker
,
V.
Yakovlev
,
A.
Scrinzi
,
T.
Westerwalbesloh
,
U.
Kleineberg
,
U.
Heinzmann
, and
F.
Krausz
,
Nature
419
,
803
(
2002
).
35.
K.
Huetten
,
M.
Mittermair
,
S. O.
Stock
,
R.
Beerwerth
,
V.
Shirvanyan
,
J.
Riemensberger
,
A.
Duensing
,
R.
Heider
,
M. S.
Wagner
,
A.
Guggenmos
,
S.
Fritzsche
,
N. M.
Kabachnik
,
R.
Kienberger
, and
B.
Bernhardt
,
Nat. Commun.
9
,
719
(
2018
).
36.
J.
Rist
,
T.
Miteva
,
B.
Gaire
,
H.
Sann
,
F.
Trinter
,
M.
Keiling
,
N.
Gehrken
,
A.
Moradmand
,
B.
Berry
,
M.
Zohrabi
,
M.
Kunitski
,
I.
Ben-Itzhak
,
A.
Belkacem
,
T.
Weber
,
A. L.
Landers
,
M.
Schöffler
,
J. B.
Williams
,
P.
Kolorenč
,
K.
Gokhberg
,
T.
Jahnke
, and
R.
Dörner
,
Chem. Phys.
482
,
185
(
2017
).
37.
J.
Schirmer
,
Phys. Rev. A
26
,
2395
(
1982
).
38.
J.
Schirmer
,
L. S.
Cederbaum
, and
O.
Walter
,
Phys. Rev. A
28
,
1237
(
1983
).
39.
J.
Schirmer
and
A. B.
Trofimov
,
J. Chem. Phys.
120
,
11449
(
2004
).
40.
J.
Schirmer
and
F.
Mertins
,
Theor. Chem. Acc.
125
,
145
(
2010
).
41.
H.
Feshbach
,
Rev. Mod. Phys.
36
,
1076
(
1964
).
42.
R.
Yun
,
E.
Narevicius
, and
V.
Averbukh
,
J. Chem. Phys.
148
,
114101
(
2018
).
43.
P.
Kolorenč
and
N.
Sisourat
,
J. Chem. Phys.
143
,
224310
(
2015
).
44.
J.
Zobeley
,
R.
Santra
, and
L. S.
Cederbaum
,
J. Chem. Phys.
115
,
5076
(
2001
).
45.
V.
Averbukh
and
L. S.
Cederbaum
,
J. Chem. Phys.
125
,
094107
(
2006
).
46.
A. U.
Hazi
, in
Electron-Molecule and Photon-Molecule Collisions
, edited by
T.
Rescigno
,
V.
McKoy
, and
B.
Schenider
(
Plenum
,
New York
,
1979
), p.
281
.
47.
F.
Müller-Plathe
and
G. H. F.
Diercksen
,
Phys. Rev. A
40
,
696
(
1989
).
48.
I.
Cacelli
,
V.
Carravetta
, and
R.
Moccia
,
Mol. Phys.
59
,
385
(
1986
).
49.
A.
Kramida
,
Yu.
Ralchenko
,
J.
Reader
, and
NIST ASD Team
, NIST Atomic Spectra Database (ver. 5.7.1), [Online]. Available: https://physics.nist.gov/asd (22 October, 2019). National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD, 2019.
50.
K.
Kaufmann
,
W.
Baumeister
, and
M.
Jungen
,
J. Phys. B: At., Mol. Opt. Phys.
22
,
2223
(
1989
).
51.
A. B.
Trofimov
and
J.
Schirmer
,
J. Chem. Phys.
123
,
144115
(
2005
).
52.
M.
Musiał
,
S. A.
Kucharski
, and
R. J.
Bartlett
,
J. Chem. Phys.
118
,
1128
(
2003
).
53.
M.
Kamiya
and
S.
Hirata
,
J. Chem. Phys.
125
,
074111
(
2006
).
54.
D. A.
Matthews
and
J. F.
Stanton
,
J. Chem. Phys.
145
,
124102
(
2016
).
55.
J.
Almlöf
and
P. R.
Taylor
,
J. Chem. Phys.
86
,
4070
(
1987
).
56.
P.
Kolorenč
,
V.
Averbukh
,
R.
Feifel
, and
J.
Eland
,
J. Phys. B: At., Mol. Opt. Phys.
49
,
082001
(
2016
).
57.
J.
Palaudoux
,
P.
Lablanquie
,
L.
Andric
,
K.
Ito
,
E.
Shigemasa
,
J. H. D.
Eland
,
V.
Jonauskas
,
S.
Kučas
,
R.
Karazija
, and
F.
Penent
,
Phys. Rev. A
82
,
043419
(
2010
).
58.
Y.
Tamenori
,
K.
Okada
,
S.
Tanimoto
,
T.
Ibuki
,
S.
Nagaoka
,
A.
Fujii
,
Y.
Haga
, and
I. H.
Suzuki
,
J. Phys. B: At., Mol. Opt. Phys.
37
,
117
(
2004
).
59.
A. G.
Kochur
,
D.
Petrini
, and
E. P.
da Silva
,
Astron. Astrophys.
365
,
248
(
2001
).
60.
A.
Mueller
,
D.
Bernhardt
,
A.
Borovik
, Jr.
,
T.
Buhr
,
J.
Hellhund
,
K.
Holste
,
A. L. D.
Kilcoyne
,
S.
Klumpp
,
M.
Martins
,
S.
Ricz
,
J.
Seltmann
,
J.
Viefhaus
, and
S.
Schippers
,
Astrophys. J.
836
,
166
(
2017
).
61.
J. L.
Zeng
,
P. F.
Liu
,
W. J.
Xiang
, and
J. M.
Yuan
,
J. Phys. B: At., Mol. Opt. Phys.
46
,
215002
(
2013
).
62.
M.
Jurvansuu
,
A.
Kivimäki
, and
S.
Aksela
,
Phys. Rev. A
64
,
012502
(
2001
).
63.
J. H. D.
Eland
,
R. J.
Squibb
,
M.
Mucke
,
S.
Zagorodskikh
,
P.
Linusson
, and
R.
Feifel
,
New J. Phys.
17
,
122001
(
2015
).
64.
V.
Stumpf
,
S.
Scheit
,
P.
Kolorenč
, and
K.
Gokhberg
,
Chem. Phys.
482
,
192
(
2017
).
65.
R.
Santra
,
J.
Zobeley
, and
L. S.
Cederbaum
,
Phys. Rev. B
64
,
245104
(
2001
).
66.
K.
Gokhberg
,
S.
Kopelke
,
N. V.
Kryzhevoi
,
P.
Kolorenč
, and
L. S.
Cederbaum
,
Phys. Rev. A
81
,
013417
(
2010
).
67.
J. A. D.
Matthew
and
Y.
Komninos
,
Surf. Sci.
53
,
716
(
1975
).
68.
V.
Averbukh
,
I. B.
Müller
, and
L. S.
Cederbaum
,
Phys. Rev. Lett.
93
,
263002
(
2004
).
69.
R.
Santra
,
J.
Zobeley
,
L. S.
Cederbaum
, and
N.
Moiseyev
,
Phys. Rev. Lett.
85
,
4490
(
2000
).
70.
S.
Scheit
,
V.
Averbukh
,
H.-D.
Meyer
,
N.
Moiseyev
,
R.
Santra
,
T.
Sommerfeld
,
J.
Zobeley
, and
L. S.
Cederbaum
,
J. Chem. Phys.
121
,
8393
(
2004
).
71.
T.
Jahnke
,
A.
Czasch
,
M. S.
Schöffler
,
S.
Schössler
,
A.
Knapp
,
M.
Käsz
,
J.
Titze
,
C.
Wimmer
,
K.
Kreidi
,
R. E.
Grisenti
,
A.
Staudte
,
O.
Jagutzki
,
U.
Hergenhahn
,
H.
Schmidt-Böcking
, and
R.
Dörner
,
Phys. Rev. Lett.
93
,
163401
(
2004
).
72.
K.
Schnorr
,
A.
Senftleben
,
M.
Kurka
,
A.
Rudenko
,
L.
Foucar
,
G.
Schmid
,
A.
Broska
,
T.
Pfeifer
,
K.
Meyer
,
D.
Anielski
,
R.
Boll
,
D.
Rolles
,
M.
Kübel
,
M. F.
Kling
,
Y. H.
Jiang
,
S.
Mondal
,
T.
Tachibana
,
K.
Ueda
,
T.
Marchenko
,
M.
Simon
,
G.
Brenner
,
R.
Treusch
,
S.
Scheit
,
V.
Averbukh
,
J.
Ullrich
,
C. D.
Schröter
, and
R.
Moshammer
,
Phys. Rev. Lett.
111
,
093402
(
2013
).
73.
D. C.
Griffin
,
D. M.
Mitnik
, and
N. R.
Badnell
,
J. Phys. B: At., Mol. Opt. Phys.
34
,
4401
(
2001
).
74.
J. A. R.
Samson
and
W. C.
Stolte
,
J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom.
123
,
265
(
2002
).
75.
N.
Sisourat
,
S.
Engin
,
J. D.
Gorfinkiel
,
S.
Kazandjian
,
P.
Kolorenč
, and
T.
Miteva
,
J. Chem. Phys.
146
,
244109
(
2017
).
76.
G. V.
Marr
and
J. B.
West
,
At. Data Nucl. Data Tables
18
,
497
(
1976
).
77.
G. W. F.
Drake
,
J.
Kwela
, and
A.
van Wijngaarden
,
Phys. Rev. A
46
,
113
(
1992
).
78.
T.
Havermeier
,
T.
Jahnke
,
K.
Kreidi
,
R.
Wallauer
,
S.
Voss
,
M.
Schöffler
,
S.
Schössler
,
L.
Foucar
,
N.
Neumann
,
J.
Titze
,
H.
Sann
,
M.
Kühnel
,
J.
Voigtsberger
,
J. H.
Morilla
,
W.
Schöllkopf
,
H.
Schmidt-Böcking
,
R. E.
Grisenti
, and
R.
Dörner
,
Phys. Rev. Lett.
104
,
133401
(
2010
).
79.
P.
Kolorenč
,
N. V.
Kryzhevoi
,
N.
Sisourat
, and
L. S.
Cederbaum
,
Phys. Rev. A
82
,
013422
(
2010
).
80.
J.
Schirmer
,
A. B.
Trofimov
, and
G.
Stelter
,
J. Chem. Phys.
109
,
4734
(
1998
).

Supplementary Material

You do not currently have access to this content.