In this work, we present the core–valence separation (CVS) approximation applied to unitary coupled-cluster (UCC) theory for the calculation of core-excited states and the simulation of x-ray absorption spectroscopy (XAS). Excitation energies and oscillator strengths of small- to medium-sized organic molecules have been computed using the second-order and extended second-order UCC schemes (CVS-UCC2 and CVS-UCC2-x) as well as the third-order scheme (CVS-UCC3). All results are compared to the corresponding algebraic-diagrammatic construction methods and experimental data. The agreement between CVS-UCC and experimental data demonstrates its potential as a new approach for the calculation of XAS.
REFERENCES
1.
2.
P.
Norman
and A.
Dreuw
, Chem. Rev.
118
, 7208
(2018
).3.
L. S.
Cederbaum
, W.
Domcke
, and J.
Schirmer
, Phys. Rev. A
22
, 206
(1980
).4.
K.
Lopata
, B. E.
Van Kuiken
, M.
Khalil
, and N.
Govind
, J. Chem. Theory Comput.
8
, 3284
(2012
).5.
N. A.
Besley
and F. A.
Asmuruf
, Phys. Chem. Chem. Phys.
12
, 12024
(2010
).6.
S.
Coriani
and H.
Koch
, J. Chem. Phys.
143
, 181103
(2015
).7.
M. L.
Vidal
, X.
Feng
, E.
Epifanovsky
, A. I.
Krylov
, and S.
Coriani
, J. Chem. Theory Comput.
15
, 3117
(2019
).8.
P. J.
Lestrange
, P. D.
Nguyen
, and X.
Li
, J. Chem. Theory Comput.
11
, 2994
(2015
).9.
J.
Wenzel
, M.
Wormit
, and A.
Dreuw
, J. Comput. Chem.
35
, 1900
(2014
).10.
J.
Wenzel
, M.
Wormit
, and A.
Dreuw
, J. Chem. Theory Comput.
10
, 4583
(2014
).11.
J.
Wenzel
, A.
Holzer
, M.
Wormit
, and A.
Dreuw
, J. Chem. Phys.
142
, 214104
(2015
).12.
J.
Liu
, A.
Asthana
, L.
Cheng
, and D.
Mukherjee
, J. Chem. Phys.
148
, 244110
(2018
).13.
M.
Hodecker
, D. R.
Rehn
, and A.
Dreuw
, J. Chem. Phys.
152
, 094106
(2020
).14.
M.
Hodecker
, S. M.
Thielen
, J.
Liu
, D. R.
Rehn
, and A.
Dreuw
, J. Chem. Theory Comput.
16
, 3654
(2020
).15.
M.
Hodecker
and A.
Dreuw
, J. Chem. Phys.
153
, 084112
(2020
).16.
M.
Hodecker
, “Development and application of Hermitian methods for molecular properties and excited electronic states
,” Ph.D. thesis, Universität Heidelberg
, 2020
.17.
R. J.
Bartlett
, S. A.
Kucharski
, and J.
Noga
, Chem. Phys. Lett.
155
, 133
(1989
).18.
T. D.
Crawford
and H. F.
Schaefer
III, Rev. Comput. Chem.
14
, 33
(2000
).19.
I.
Shavitt
and R. J.
Bartlett
, Many-Body Methods in Chemistry and Physics: MBPT and Coupled-Cluster Theory
(Cambridge University Press
, Cambridge
, 2009
).20.
M. D.
Prasad
, S.
Pal
, and D.
Mukherjee
, Phys. Rev. A
31
, 1287
(1985
).21.
J.
Schirmer
, Phys. Rev. A
43
, 4647
(1991
).22.
F.
Mertins
and J.
Schirmer
, Phys. Rev. A
53
, 2140
(1996
).23.
W.
Kutzelnigg
, J. Chem. Phys.
77
, 3081
(1982
).24.
W.
Kutzelnigg
and S.
Koch
, J. Chem. Phys.
79
, 4315
(1983
).25.
E. R.
Davidson
, J. Comput. Phys.
17
, 87
(1975
).26.
A.
Barth
and J.
Schirmer
, J. Phys. B: At. Mol. Phys.
18
, 867
(1985
).27.
G.
Angonoa
, O.
Walter
, and J.
Schirmer
, J. Chem. Phys.
87
, 6789
(1987
).28.
J.
Schirmer
and A.
Thiel
, J. Chem. Phys.
115
, 10621
(2001
).29.
A.
Dreuw
and M.
Wormit
, Wiley Interdiscip. Rev.: Comput. Mol. Sci.
5
, 82
(2015
).30.
M.
Wormit
, D. R.
Rehn
, P. H. P.
Harbach
, J.
Wenzel
, C. M.
Krauter
, E.
Epifanovsky
, and A.
Dreuw
, Mol. Phys.
112
, 774
(2014
).31.
Y.
Shao
, Z.
Gan
, E.
Epifanovsky
, A. T. B.
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. D.
Hanson-Heine
, P. H. P.
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. W.
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. L.
Chan
, D. M.
Chipman
, C. J.
Cramer
, W. A.
Goddard
III, 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.
Van Voorhis
, J. M.
Herbert
, A. I.
Krylov
, P. M. W.
Gill
, and M.
Head-Gordon
, Mol. Phys.
113
, 184
(2015
).32.
M. F.
Herbst
and T.
Fransson
, J. Chem. Phys.
153
, 054114
(2020
).33.
J.
Wenzel
, “Development and implementation of theoretical methods for the description of electronically core-excited states
,” Ph.D. thesis, Universität Heidelberg
, 2016
.34.
E.
Epifanovsky
, M.
Wormit
, T.
Kuś
, A.
Landau
, D.
Zuev
, K.
Khistyaev
, P.
Manohar
, I.
Kaliman
, A.
Dreuw
, and A. I.
Krylov
, J. Comput. Chem.
34
, 2293
(2013
).35.
C.
Møller
and M. S.
Plesset
, Phys. Rev.
46
, 618
(1934
).36.
F.
Weigend
and R.
Ahlrichs
, Phys. Chem. Chem. Phys.
7
, 3297
(2005
).37.
F.
Weigend
and M.
Häser
, Theor. Chem. Acc.
97
, 331
(1997
).38.
C.
Hättig
and F.
Weigend
, J. Chem. Phys.
113
, 5154
(2000
).39.
C.
Lee
, W.
Yang
, and R. G.
Parr
, Phys. Rev. B
37
, 785
(1988
).40.
A. D.
Becke
, J. Chem. Phys.
98
, 5648
(1993
).41.
A. D.
Becke
, J. Chem. Phys.
98
, 1372
(1993
).42.
R.
Ahlrichs
, M.
Bär
, M.
Häser
, H.
Horn
, and C.
Kölmel
, Chem. Phys. Lett.
162
, 165
(1989
).43.
R.
Krishnan
, J. S.
Binkley
, R.
Seeger
, and J. A.
Pople
, J. Chem. Phys.
72
, 650
(1980
).44.
A. D.
McLean
and G. S.
Chandler
, J. Chem. Phys.
72
, 5639
(1980
).45.
W. J.
Hehre
, R.
Ditchfield
, and J. A.
Pople
, J. Chem. Phys.
56
, 2257
(1972
).46.
P. C.
Hariharan
and J. A.
Pople
, Theor. Chim. Acta
28
, 213
(1973
).47.
T.
Clark
, J.
Chandrasekhar
, G. W.
Spitznagel
, and P. V. R.
Schleyer
, J. Comput. Chem.
4
, 294
(1983
).48.
G. D.
Purvis
and R. J.
Bartlett
, J. Chem. Phys.
76
, 1910
(1982
).49.
D.
Rappoport
and F.
Furche
, J. Chem. Phys.
133
, 134105
(2010
).50.
T. H.
Dunning
, J. Chem. Phys.
90
, 1007
(1989
).51.
R. A.
Kendall
, T. H.
Dunning
, and R. J.
Harrison
, J. Chem. Phys.
96
, 6796
(1992
).52.
D. E.
Woon
and T. H.
Dunning
, J. Chem. Phys.
100
, 2975
(1994
).53.
J.
Schirmer
, A. B.
Trofimov
, K. J.
Randall
, J.
Feldhaus
, A. M.
Bradshaw
, Y.
Ma
, C. T.
Chen
, and F.
Sette
, Phys. Rev. A
47
, 1136
(1993
).54.
M.
Tronc
, G. C.
King
, and F. H.
Read
, J. Phys. B: At. Mol. Phys.
12
, 137
(1979
).55.
M.
Alagia
, M.
Lavollée
, R.
Richter
, U.
Ekström
, V.
Carravetta
, D.
Stranges
, B.
Brunetti
, and S.
Stranges
, Phys. Rev. A
76
, 022509
(2007
).© 2021 Author(s).
2021
Author(s)
You do not currently have access to this content.