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Simultaneous determination of structures, vibrations, and frontier orbital energies from a self-consistent range-separated hybrid functional

Par Conseil national de recherches du Canada

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  1. (PDF, 822 Kio)
DOITrouver le DOI : https://doi.org/10.1021/jz5010939
AuteurRechercher : ; Rechercher : ; Rechercher : ; Rechercher :
FormatTexte, Article
Sujetdensity functional theory; ionization energy; optimal tuning; range-separated hybrid functionals; structural optimization; zero-point energy
Résumé
A self-consistent optimally tuned range-separated hybrid density functional (scOT-RSH) approach is developed. It can simultaneously predict accurate geometries, vibrational modes, and frontier orbital energies. This is achieved by optimizing the range-separation parameter, γ, to both satisfy the ionization energy theorem and minimize interatomic forces. We benchmark our approach against an established hybrid functional, B3LYP, using the G2 test set. scOT-RSH greatly improves the accuracy of occupied frontier orbital energies, with a mean absolute error (MAE) of only 0.2 eV relative to experimental ionization energies compared to 2.96 eV with B3LYP. Geometries do not change significantly compared to those obtained from B3LYP, with a bond length MAE of 0.012 Å compared to 0.008 Å for B3LYP, and a 6.5% MAE for zero-point energies, slightly larger than that of B3LYP (3.1%). scOT-RSH represents a new paradigm in which accurate geometries and ionization energies can be predicted simultaneously from a single functional approach.
Date de publication
Maison d’éditionAmerican Chemical Society
Dans
  • The Journal of Physical Chemistry Letters 5, nº 15 : 2734–2741.
Langueanglais
Publications évaluées par des pairsOui
Publication du CNRC
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Numéro NPARC23003154
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Identificateur de l’enregistrementb4354087-b275-4f95-bd13-295106a04672
Enregistrement créé2018-05-02
Enregistrement modifié2020-05-30
Date de modification :