An implementation of a complex solver for the solution of the linear equations required to compute the complex response functions of damped response theory is presented for the resolution-of-identity (RI) coupled cluster singles and approximate doubles (CC2) method. The implementation uses a partitioned formulation that avoids the storage of double excitation amplitudes to make it applicable to large molecules. The solver is the keystone element for the development of the damped coupled cluster response formalism for linear and nonlinear effects in resonant frequency regions at the RI-CC2 level of theory. Illustrative results are reported for the one-photon absorption cross section of C60, the electronic circular dichroism of n-helicenes (n = 5, 6, 7), and the C6 dispersion coefficients of a set of selected organic molecules and fullerenes.

1.
K.
Kristensen
,
J.
Kauczor
,
T.
Kjærgaard
, and
P.
Jørgensen
,
J. Chem. Phys.
131
,
044112
(
2009
).
2.
P.
Norman
,
D. M.
Bishop
,
H. J. A.
Jensen
, and
J.
Oddershede
,
J. Chem. Phys.
115
,
10323
(
2001
).
3.
P.
Norman
,
D. M.
Bishop
,
H. J. A.
Jensen
, and
J.
Oddershede
,
J. Chem. Phys.
123
,
194103
(
2005
).
4.
L.
Jensen
,
J.
Autschbach
, and
G. C.
Schatz
,
J. Chem. Phys.
122
,
224115
(
2005
).
5.
U.
Ekström
,
P.
Norman
,
V.
Carravetta
, and
H.
Ågren
,
Phys. Rev. Lett.
97
,
143001
(
2006
).
6.
U.
Ekström
and
P.
Norman
,
Phys. Rev. A
74
,
042722
(
2006
).
7.
T.
Fahleson
,
H.
Ågren
, and
P.
Norman
,
J. Phys. Chem. Lett.
7
,
1991
(
2016
).
8.
S.
Coriani
,
T.
Fransson
,
O.
Christiansen
, and
P.
Norman
,
J. Chem. Theory Comput.
8
,
1616
(
2012
).
9.
S.
Coriani
,
O.
Christiansen
,
T.
Fransson
, and
P.
Norman
,
Phys. Rev. A
85
,
022507
(
2012
).
10.
R.
Faber
and
S.
Coriani
,
J. Chem. Theory Comput.
15
,
520
(
2019
).
11.
P.
Norman
,
Phys. Chem. Chem. Phys.
13
,
20519
(
2011
).
12.
K.
Kristensen
,
J.
Kauczor
,
A. J.
Thorvaldsen
,
P.
Jørgensen
,
T.
Kjærgaard
, and
A.
Rizzo
,
J. Chem. Phys.
134
,
214104
(
2011
).
13.
D. R.
Rehn
,
A.
Dreuw
, and
P.
Norman
,
J. Chem. Theory Comput.
13
,
5552
(
2017
).
14.
A.
Jiemchooroj
,
B. E.
Sernelius
, and
P.
Norman
,
Phys. Rev. A
69
,
044701
(
2004
).
15.
T.
Fransson
,
D. R.
Rehn
,
A.
Dreuw
, and
P.
Norman
,
J. Chem. Phys.
146
,
094301
(
2017
).
16.
J.
Kauczor
and
P.
Norman
,
J. Chem. Theory Comput.
10
,
2449
(
2014
).
17.
M.
Scheurer
,
T.
Fransson
,
P.
Norman
,
A.
Dreuw
, and
D. R.
Rehn
,
J. Chem. Phys.
153
,
074112
(
2020
).
18.
J.
Kauczor
,
P.
Norman
,
O.
Christiansen
, and
S.
Coriani
,
J. Chem. Phys.
139
,
211102
(
2013
).
19.
P.
Reinholdt
,
M. S.
Nørby
, and
J.
Kongsted
,
J. Chem. Theory Comput.
14
,
6391
(
2018
).
20.
M. S.
Nørby
,
S.
Coriani
, and
J.
Kongsted
,
Theor. Chim. Acta
137
,
49
(
2018
).
21.
T.
Fransson
,
D.
Burdakova
, and
P.
Norman
,
Phys. Chem. Chem. Phys.
18
,
13591
(
2016
).
22.
L.
Konecny
,
M.
Repisky
,
K.
Ruud
, and
S.
Komorovsky
,
J. Chem. Phys.
151
,
194112
(
2019
).
23.
A.
Jiemchooroj
and
P.
Norman
,
J. Chem. Phys.
126
,
134102
(
2007
).
24.
R.
Faber
and
S.
Coriani
,
Phys. Chem. Chem. Phys.
22
,
2642
(
2020
).
25.
H.
Solheim
,
K.
Ruud
,
S.
Coriani
, and
P.
Norman
,
J. Chem. Phys.
128
,
094103
(
2008
).
26.
T.
Fahleson
,
J.
Kauczor
,
P.
Norman
,
F.
Santoro
,
R.
Improta
, and
S.
Coriani
,
J. Chem. Phys.
119
,
005476
(
2015
).
27.
J.
Vaara
,
A.
Rizzo
,
J.
Kauczor
,
P.
Norman
, and
S.
Coriani
,
J. Chem. Phys.
140
,
134103
(
2014
).
28.
J.
Cukras
,
J.
Kauczor
,
P.
Norman
,
A.
Rizzo
,
G. L. J. A.
Rikken
, and
S.
Coriani
,
Phys. Chem. Chem. Phys.
18
,
13267
(
2016
).
29.
K. D.
Nanda
,
M. L.
Vidal
,
R.
Faber
,
S.
Coriani
, and
A. I.
Krylov
,
Phys. Chem. Chem. Phys.
22
,
2629
(
2020
).
30.
F.
Furche
,
R.
Ahlrichs
,
C.
Hättig
,
W.
Klopper
,
M.
Sierka
, and
F.
Weigend
,
Wiley Interdiscip. Rev.: Comput. Mol. Sci.
4
,
91
(
2014
).
31.
S. G.
Balasubramani
,
G. P.
Chen
,
S.
Coriani
,
M.
Diedenhofen
,
M. S.
Frank
,
Y. J.
Franzke
,
F.
Furche
,
R.
Grotjahn
,
M. E.
Harding
,
C.
Hättig
,
A.
Hellweg
,
B.
Helmich-Paris
,
C.
Holzer
,
U.
Huniar
,
M.
Kaupp
,
A.
Marefat Khah
,
S.
Karbalaei Khani
,
T.
Müller
,
F.
Mack
,
B. D.
Nguyen
,
S. M.
Parker
,
E.
Perlt
,
D.
Rappoport
,
K.
Reiter
,
S.
Roy
,
M.
Rückert
,
G.
Schmitz
,
M.
Sierka
,
E.
Tapavicza
,
D. P.
Tew
,
C.
van Wüllen
,
V. K.
Voora
,
F.
Weigend
,
A.
Wodyński
, and
J. M.
Yu
,
J. Chem. Phys.
152
,
184107
(
2020
).
32.
O.
Christiansen
,
P.
Jørgensen
, and
C.
Hättig
,
Int. J. Quantum Chem.
68
,
1
(
1998
).
33.
D. H.
Friese
,
N. O. C.
Winter
,
P.
Balzerowski
,
R.
Schwan
, and
C.
Hättig
,
J. Chem. Phys.
136
,
174106
(
2012
).
34.
R.
Faber
,
S.
Ghidinelli
,
C.
Hättig
, and
S.
Coriani
,
J. Chem. Phys.
153
,
114105
(
2020
).
35.
I.
Warnke
and
F.
Furche
,
Wiley Interdiscip. Rev.: Comput. Mol. Sci.
2
,
150
(
2012
).
36.
T. B.
Pedersen
,
H.
Koch
,
L.
Boman
, and
A. M. J.
Sánchez de Merás
,
Chem. Phys. Lett.
393
,
319
(
2004
).
37.
D. H.
Friese
and
C.
Hättig
,
Phys. Chem. Chem. Phys.
16
,
5942
(
2014
).
38.
S.
Grimme
,
J. Comput. Chem.
27
,
1787
(
2006
).
39.
A.
Tkatchenko
and
M.
Scheffler
,
Phys. Rev. Lett.
102
,
073005
(
2009
).
40.
S.
Grimme
,
J.
Antony
,
S.
Ehrlich
, and
H.
Krieg
,
J. Chem. Phys.
132
,
154104
(
2010
).
41.
O.
Christiansen
,
H.
Koch
, and
P.
Jørgensen
,
Chem. Phys. Lett.
243
,
409
(
1995
).
42.
C.
Hättig
and
F.
Weigend
,
J. Chem. Phys.
113
,
5154
(
2000
).
43.
C.
Hättig
and
A.
Köhn
,
J. Chem. Phys.
117
,
6939
(
2002
).
44.
C.
Hättig
,
J. Chem. Phys.
118
,
7751
(
2003
).
45.
O.
Vahtras
,
J.
Almlöf
, and
M. W.
Feyereisen
,
Chem. Phys. Lett.
213
,
514
(
1993
).
46.
B. I.
Dunlap
,
J. W. D.
Connolly
, and
J. R.
Sabin
,
J. Chem. Phys.
71
,
3396
(
1979
).
47.
J. L.
Whitten
,
J. Chem. Phys.
58
,
4496
(
1973
).
48.
N. O. C.
Winter
and
C.
Hättig
,
J. Chem. Phys.
134
,
184101
(
2011
).
49.
TURBOMOLE V7.5 2020, a development of University of Karlsruhe and Forschungszentrum Karlsruhe GmbH, 1989–2007, TURBOMOLE GmbH, since 2007; available from https://www.turbomole.org.
50.
C.
Hättig
,
A.
Hellweg
, and
A.
Köhn
,
Phys. Chem. Chem. Phys.
8
,
1159
(
2006
).
51.
C.
Møller
and
M. S.
Plesset
,
Phys. Rev.
46
,
618
(
1934
).
52.
T. H.
Dunning
, Jr.
,
J. Chem. Phys.
90
,
1007
(
1989
).
53.
J.
Kauczor
,
P.
Norman
, and
W. A.
Saidi
,
J. Chem. Phys.
138
,
114107
(
2013
).
54.
F.
Weigend
,
A.
Köhn
, and
C.
Hättig
,
J. Chem. Phys.
116
,
3175
(
2001
).
55.
R. D.
Amos
,
N. C.
Handy
,
P. J.
Knowles
,
J. E.
Rice
, and
A. J.
Stone
,
J. Chem. Phys.
89
,
2186
(
1985
).
56.
A.
Brown
,
C. M.
Kemp
, and
S. F.
Mason
,
J. Chem. Soc. A
1971
,
751
.
57.
M. S.
Newman
,
R. S.
Darlak
, and
L. L.
Tsai
,
J. Am. Chem. Soc.
89
,
6191
(
1967
).
58.
W. S.
Brickell
,
A.
Brown
,
C. M.
Kemp
, and
S. F.
Mason
,
J. Chem. Soc. A
1971
,
756
.
59.
O. E.
Weigang
,
J. A.
Turner
, and
P. A.
Trouard
,
J. Chem. Phys.
45
,
1126
(
1966
).
60.
C.
Goedicke
and
H.
Stegemeyer
,
Tetrahedron Lett.
11
,
937
(
1970
).
61.
F.
Furche
,
R.
Ahlrichs
,
C.
Wachsmann
,
E.
Weber
,
A.
Sobanski
,
F.
Vögtle
, and
S.
Grimme
,
J. Am. Chem. Soc.
122
,
1717
(
2000
).
62.
A.
Köhn
, “
Analytische gradienten elektronisch angeregter Zustände und Behandlung offenschaliger systeme im Rahmen der coupled-cluster-methode RI-CC2
,” Ph.D. thesis,
Fakultät für Chemie und Biowissenshaften der Universität Karlsruhe
,
2003
.
63.
S.
Abbate
,
G.
Longhi
,
F.
Lebon
,
E.
Castiglioni
,
S.
Superchi
,
L.
Pisani
,
F.
Fontana
,
F.
Torricelli
,
T.
Caronna
,
C.
Villani
,
R.
Sabia
,
M.
Tommasini
,
A.
Lucotti
,
D.
Mendola
,
A.
Mele
, and
D. A.
Lightner
,
J. Phys. Chem. C
118
,
1682
(
2014
).
64.
V.
Buss
and
K.
Kolster
,
Chem. Phys.
203
,
309
(
1996
).
65.
Y.
Nakai
,
T.
Mori
, and
Y.
Inoue
,
J. Phys. Chem. A
116
,
7372
(
2012
).
66.
R. H.
Martin
and
M. J.
Marchant
,
Tetrahedron
30
,
343
(
1974
).
67.
A.
Kumar
and
W. J.
Meath
,
Mol. Phys.
90
,
389
(
1997
).
68.
A.
Kumar
and
W. J.
Meath
,
Mol. Phys.
75
,
311
(
1992
).
69.
B. L.
Jhanwar
and
W. J.
Meath
,
Mol. Phys.
41
,
1061
(
1980
).
70.
A.
Kumar
,
B. L.
Jhanwar
, and
W.
Meath
,
Can. J. Chem.
85
,
724
(
2007
).
71.
G. F.
Thomas
and
W. J.
Meath
,
Mol. Phys.
34
,
113
(
1977
).
72.
A.
Kumar
and
A. J.
Thakkar
,
Chem. Phys. Lett.
516
,
208
(
2011
).
73.
A.
Ruzsinszky
,
J. P.
Perdew
,
J.
Tao
,
G. I.
Csonka
, and
J. M.
Pitarke
,
Phys. Rev. Lett.
109
,
233203
(
2012
).
74.
W. A.
Saidi
and
P.
Norman
,
J. Chem. Phys.
145
,
024311
(
2016
).

Supplementary Material

You do not currently have access to this content.