論文の概要: \textit{Ab Initio} Adiabatic Potential Energy Surfaces and Non-adiabatic Couplings for O$_3$: Construction of Four State Diabatic Hamiltonian

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.07089v1
• Date: Sat, 07 Mar 2026 07:57:53 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-10 15:13:13.802813
• Title: \textit{Ab Initio} Adiabatic Potential Energy Surfaces and Non-adiabatic Couplings for O$_3$: Construction of Four State Diabatic Hamiltonian
• Title（参考訳）: textit{Ab Initio} Adiabatic potential energy surfaces and non-adiabatic Couplings for O$_3$: Construction of Four State Diabatic Hamiltonian
• Authors: Avik Guchait, Gourhari Jana, Satyam Ravi, Koushik Naskar, Satrajit Adhikari,
• Abstract要約: 状態平均多構成自己整合場(SA-MCSCF)を用いた高精度第1原理に基づく初期断熱ポテンシャル表面(PESs)の計算を行う。 オゾン (1.101 eV) と酸素 (5.106 eV) の解離エネルギーを、実験データと比較してO$_3$の振動周波数とともに正確に再現する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.06524460254566902
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
• Abstract: We compute highly accurate first principle based \textit{ab initio} adiabatic potential energy surfaces (PESs) using State-Averaged Multi-Configurational Self-Consistent Field (SA-MCSCF) followed by internally contracted Multi-Reference Configuration Interaction method incorporating fixed-reference Davidson corrections [ic-MRCI(Q)], where a full valence active space of 18 electrons in 12 orbitals and aug-cc-pVQZ basis set are employed for the low-lying four singlet electronic states of ozone ($\tilde{X}^1A'$, $1~^1A''$, $1~^1A'$ and $2^1A''$). It accurately reproduces the dissociation energies of ozone (1.101 eV) as well as the molecular oxygen (5.106 eV) along with vibrational frequencies of O$_3$ in comparison with experimental data. To ensure appropriate accuracy and proper convergence in the interaction as well as asymptotic regions, we (a) extend the number of electronic states in SA-MCSCF calculation (singlet as well as triplet and quintet); (b) systematically expand the active space [(12e,9o) $\rightarrow$ (18e,12o) $\rightarrow$ (24e,15o)] and basis set size (AVDZ $\rightarrow$ AV6Z $\rightarrow$ Complete Basis Set limit); (c) incorporate multi-reference character along with Davidson correction. Conical intersections between the adjacent electronic states (1-2, 2-3 and 3-4) are located at \textit{C}$_{2v}$, \textit{D}$_{3h}$ as well as \textit{C}$_{s}$ geometries through the four-state adiabatic-to-diabatic transformation of non-adiabatic coupling terms (NACTs) computed at Coupled-Perturbed Multi-Configurational Self-Consistent Field (CP-MCSCF) method along the circular contours. Finally, we present: (a) ic-MRCI(Q) calculated minimum energy path of incoming oxygen to the diatom (O$_2$) is devoid of any ``reef'' feature; (b) NACTs and diabatic PES matrix elements as function of hyperangles ($θ$,$φ$) at a fixed hyperradius $ρ= 4$ Bohr for a four state sub-Hilbert space.
• Abstract（参考訳）: 固定参照ダビッドソン補正 [ic-MRCI(Q)] を組み込んだ内部契約型多参照型自己整合場 (SA-MCSCF) を用いて, オゾンの低濃度4個の単項電子状態(\tilde{X}^1A'$, $1~^1A'$, $1~^1A'$, $1~^1A'$, $2A'$'$) に18個の電子のフル原子価活性空間を用いる。 オゾン (1.101 eV) と酸素 (5.106 eV) の解離エネルギーを、実験データと比較してO$_3$の振動周波数とともに正確に再現する。 相互作用および漸近領域における適切な精度と適切な収束を確保するために、我々は、 (a)SA-MCSCF計算における電子状態の数(三重項及び五重項)を拡張する。 (b) 活性空間 [(12e,9o) $\rightarrow$ (18e,12o) $\rightarrow$ (24e,15o)] と基底集合サイズ (AVDZ $\rightarrow$ AV6Z $\rightarrow$ Complete Basis Set limit) を体系的に拡張する。 (c) ダビッドソン補正と共にマルチ参照文字を組み込む。 隣接する電子状態 (1-2, 2-3, 3-4) の間の円錐交差は、円錐に沿って計算された非断熱結合項 (NACT) の4状態の非断熱結合項(英語版) (NACT) の4状態の非断熱変換を通して、 \textit{C}$_{2v}$, \textit{D}$_{3h}$, \textit{D}$_{3h}$, \textit{C}$_{s}$ Geometries にある。 最後に提示する。 a) IC-MRCI(Q) 計算した二原子への酸素の入射エネルギーの最小経路(O$_2$)は、『リーフ』の特徴を欠いている。 b) NACT およびダイアバティック PES 行列は、固定された超半径 $ρ = 4$ Bohr における超角函数の函数である(θ$,$φ$)。

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