論文の概要: Simulating Spin-Orbit Coupling With Quasidegenerate N-Electron Valence Perturbation Theory

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.06466v3
• Date: Tue, 3 Jan 2023 23:29:13 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-19 18:09:58.017401
• Title: Simulating Spin-Orbit Coupling With Quasidegenerate N-Electron Valence Perturbation Theory
• Title（参考訳）: 準生成N電子価摂動理論によるスピン軌道結合のシミュレーション
• Authors: Rajat Majumder, Alexander Yu. Sokolov
• Abstract要約: 本稿では,SO-QDNEVPT2におけるスピン軌道結合効果の最初の実装について述べる。 これらの方法の精度は、14および16の水素化物、3dおよび4d遷移金属イオン、および2つのアクチニド二酸化物に対して試験される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 77.34726150561087
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We present the first implementation of spin-orbit coupling effects in fully internally contracted second-order quasidegenerate N-electron valence perturbation theory (SO-QDNEVPT2). The SO-QDNEVPT2 approach enables the computations of ground- and excited-state energies and oscillator strengths combining the description of static electron correlation with an efficient treatment of dynamic correlation and spin-orbit coupling. In addition to SO-QDNEVPT2 with the full description of one- and two-body spin-orbit interactions at the level of two-component Breit-Pauli Hamiltonian, our implementation also features a simplified approach that takes advantage of spin-orbit mean-field approximation (SOMF-QDNEVPT2). The accuracy of these methods is tested for the group 14 and 16 hydrides, 3d and 4d transition metal ions, and two actinide dioxides (neptunyl and plutonyl dications). The zero-field splittings of group 14 and 16 molecules computed using SO-QDNEVPT2 and SOMF-QDNEVPT2 are in a good agreement with the available experimental data. For the 3d transition metal ions, the SO-QDNEVPT2 method is significantly more accurate than SOMF-QDNEVPT2, while no substantial difference in the performance of two methods is observed for the 4d ions. Finally, we demonstrate that for the actinide dioxides the results of SO-QDNEVPT2 and SOMF-QDNEVPT2 are in a good agreement with the data from previous theoretical studies of these systems. Overall, our results demonstrate that SO-QDNEVPT2 and SOMF-QDNEVPT2 are promising multireference methods for treating spin-orbit coupling with a relatively low computational cost.
• Abstract（参考訳）: 完全内部縮約された2次準世代N電子価摂動理論(SO-QDNEVPT2)におけるスピン軌道結合効果の最初の実装について述べる。 SO-QDNEVPT2アプローチは、静的電子相関の記述と、動的相関とスピン軌道結合の効率的な処理を組み合わせた地上および励起状態エネルギーと発振器強度の計算を可能にする。 2成分のbreit-pauli hamiltonianのレベルで1および2体のスピン軌道相互作用を完全に記述したso-qdnevpt2に加えて、スピン軌道平均場近似(somf-qdnevpt2)を利用した簡易なアプローチも実装している。 これらの方法の精度は、14と16の水素化物、3dと4dの遷移金属イオン、2つのアクチニド(ネプツニルとプルトニル)に対して試験される。 SO-QDNEVPT2およびSOMF-QDNEVPT2を用いて計算した14分子と16分子のゼロフィールド分割は、実験データとよく一致している。 3d遷移金属イオンでは,SO-QDNEVPT2法はSOMF-QDNEVPT2法よりもかなり精度が高いが,4dイオンでは2法の性能に有意な差はない。 最後に, アクチニド二酸化硫黄に対して, SO-QDNEVPT2 と SOMF-QDNEVPT2 の結果が, これらの系のこれまでの理論的研究のデータとよく一致していることを示す。 以上の結果から,SO-QDNEVPT2とSOMF-QDNEVPT2は,スピン軌道結合を比較的低い計算コストで処理するためのマルチ参照手法として有望であることが示された。

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