Calculation of two-photon absorption spectra of donor-π-acceptor compounds in solution using quadratic response time-dependent density functional theory

Journal of Chemical Physics

Volumn 125, Issue 9, 2006, Pages

  Day, Paul N ^a,b   Nguyen, Kiel A ^a,c   Pachter, Ruth ^a  

^a AIR FORCE RESEARCH LABORATORY   (United States)

^b Anteon Corporation   (United States)

^c UES INC   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

GAUSSIAN LINEWIDTH FUNCTIONS; HYBRID FUNCTIONALS; NONLINEAR ABSORPTION; QUADRATIC RESPONSES;

APPROXIMATION THEORY; ELECTRON ENERGY LEVELS; LIGHT ABSORPTION; MATHEMATICAL MODELS; PHOTONS; PROBABILITY DENSITY FUNCTION;

MOLECULAR STRUCTURE;

EID: 33748535822     PISSN: 00219606     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1063/1.2338031     Document Type: Article

References (68)

1. E. Runge and E. K. U. Gross, Phys. Rev. Lett. 52, 997 (1984).
2. A. Dreuw and M. Head-Gordon, Chem. Rev. (Washington, D.C.) 105, 4009 (2005).
3. K. Burke, J. Werschnik, and E. K. U. Gross, J. Chem. Phys. 123, 062206 (2005).
4. M. E. Casida, J. Chem. Phys. 122, 054111 (2005).
5. J. Schirmer and A. Dreuw, Los Alamos National Laboratory archive (2006), http://lanl.arxiv.org/abs/cond-mat/0602020
6. C. W. Spangler, J. R. Starkey, F. Meng, A. Gong, M. Drobizhev, A. Rebane, and B. Moss, Proc. SPIE 5689, 141 (2005).
7. J. D. Bhawalkar, G. S. He, and P. N. Prasad, Rep. Prog. Phys. 59, 1041 (1996).
8. D. L. Pettit, S. S. H. Wang, K. R. Gee, and G. J. Augustine, Neuron 19, 465 (1997).
9. E. A. Wachter, W. P. Partridge, W. G. Fisher, H. C. Dees, and M. G. Petersen, Proc. SPIE 3269, 68 (1998).
10. W. Denk, J. H. Strickler, and W. W. Webb, Science 248, 73 (1990).
11. K. J. Schafer-Hales, K. D. Belfleld, S. Yao, P. K. Frederiksen, J. M. Hales, and P. E. Kolattukudy, J. Biomed. Opt. 10, 051402 (2005).
12. D. R. Larson, W. R. Zipfel, R. M. Williams, S. W. Clark, M. P. Bruchez, F. W. Wise, and W. W. Webb, Science 300, 1434 (2003).
13. A. S. Dvornikov and P. M. Rentzepis, Science 245, 843 (1989).
14. B. Herman, X. F. Wang, P. Wodnicki, A. Perisamy, N. Mahajan, G. Berry, and G. Gordon, Applied Fluorescence in Chemistry, Biology, and Medicine, edited by W. Rettig, B. Strehmel, S. Schrader, and H. Seifert (Springer, New York, 1999), pp. 496-500.
15. S. M. Kirkpatrick, J. W. Baur, C. M. Clark, L. R. Denny, D. W. Tomlin, B. R. Reinhardt, R. Kannan, and M. O. Stone, Appl. Phys. A: Mater. Sci. Process. 69, 461 (1999).
16. K. D. Belfield, X. Ren, E. W. Van Stryland, D. J. Hagen, V. Dubikovski, and E. J. Meisak, J. Am. Chem. Soc. 122, 1217 (2000).
17. S. Kawata, H.-B. Sun, T. Tanaka, and K. Takada, Nature (London) 412, 697 (2001).
18. H.-B. Sun, S. Matsuo, and H. Misawaa, Appl. Phys. Lett. 74, 786 (1999).
19. J.-D. Guo, C.-K. Wang, Y. Luo, and H. Agren, Phys. Chem. Chem. Phys. 5, 3869 (2003).
20. R. R. Birge and C.-F. Zhang, J. Chem. Phys. 92, 7178 (1990).
21. P. N. Day, K. A. Nguyen, and R. Pachter, J. Phys. Chem. B 109, 1803 (2005).
22. R. L. Sutherland, M. C. Brant, J. Heinrichs, J. E. Rogers, J. E. Slagle, D. G. McLean, and P. A. Fleitz, J. Opt. Soc. Am. B 22, 1939 (2005).
23. L. Antonov, K. Kamada, K. Ohta, and F. Kamounah, Phys. Chem. Chem. Phys. 5, 1193 (2003).
24. B. A. Reinhardt, L. B. Brott, S. J. Clarson, A. G. Dillard, J. C. Bhatt, R. Kannan, L. Yuan, G. S. He, and P. N. Prasad, Chem. Mater. 10, 1863 (1998).
25. R. Kannan, G. S. He, L. Yuan, F. Xu, P. N. Prasad, A. G. Dombroskie, B. A. Reinhardt, J. W. Baur, R. A. Vaia, and L.-S. Tan, Chem. Mater. 13, 1896 (2001).
26. G. S. He, T.-C. Lin, J. Dai, P. N. Prasad, R. Kannan, A. G. Dombroskie, R. A. Vaia, and L.-S. Tan, J. Chem. Phys. 120, 5275 (2004).
27. T. Yanai, D. P. Tew, and N. C. Handy, Chem. Phys. Lett. 393, 51 (2004).
28. M. J. Paterson, O. Christiansen, F. Pawlowski, P. Jørgensen, C. Hättig, T. Helgaker, and P. Sałek, J. Chem. Phys. 124, 054322 (2006).
29. M. J. G. Peach, T. Helgaker, P. Salek, T. W. Real, O. B. Lutnæes, D. J. Tozer, and N. C. Handy, Phys. Chem. Chem. Phys. 8, 558 (2006).
30. P. Salek, O. Vahtras, T. Helgaker, and H. Agren, J. Chem. Phys. 117, 9630 (2002).
31. F. Furche, J. Chem. Phys. 114, 5982 (2001).
32. P. Salek, O. Vahtras, J. Guo, Y. Luo, T. Helgaker, and H. Agren, Chem. Phys. Lett. 374, 446 (2003).
33. J. M. Hales, D. J. Hagan, E. W. V. Stryland, K. J. Schafer, A. R. Morales, K. D. Belfleld, P. Pacher, O. Kwon, E. Zojer, and J. L. Bredas, J. Chem. Phys. 121, 3152 (2004).
34. E. Rudberg, P. Saleka, T. Helgaker, and H. Ågren, J. Chem. Phys. 123, 184108 (2005).
35. R. L. Sutherland, in Handbook of Nonlinear Optics (Dekker, New York, 2003), pp. 582-587.
36. W. L. Peticolas, Annu. Rev. Phys. Chem. 18, 233 (1967).
37. M. B. Masthay, L. A. Findsen, B. M. Pierce, D. F. Bocian, J. S. Lindsey, and R. R. Birge, J. Chem. Phys. 84, 3901 (1986).
38. L. Frediani, Z. Rinkevicius, and H. Agren, J. Chem. Phys. 122, 244104 (2005).
39. P. R. Monson and W. M. McClain, J. Chem. Phys. 53, 29 (1970).
40. W. M. McClain and R. A. Harris, in Excited States, edited by E. C. Lim (Academic, New York, 1977), Vol. 3, pp. 1-56.
41. B. J. Orr and J. F. Ward, Mol. Phys. 20, 513 (1971).
42. A. D. Becke, J. Chem. Phys. 98, 5648 (1993).
43. A. D. Becke, Phys. Rev. A 38, 3098 (1988).
44. C. Lee, W. Yang, and R. G. Parr, Phys. Rev. B 37, 785 (1988).
45. S. H. Vosko, L. Wilk, and M. Nusair, Can. J. Phys. 58, 1200 (1980).
46. P. J. Stephens, F. J. Devlin, C. F. Chabalowski, and M. J. Frisch, J. Phys. Chem. 98, 11623 (1994).
47. M. J. Frisch, G. W. Trucks, H. B. Schlegel et al., GAUSSIAN 03, Gaussian, Inc., Pittsburgh, PA, 2003.
48. DALTON, Release 2.0, a molecular electronic structure program, see http://www.kjemi.uio.no/software/dalton/dalton.html (2005).
49. K. V. Mikkelsen, E. Dalgaard, and P. Swanstrøm, J. Phys. Chem. 91, 3081 (1987).
50. K. V. Mikkelsen, H. Agren, H. J. A. Jensen, and T. Helgaker, J. Chem. Phys. 89, 3086 (1988).
51. J. Tomasi, B. Mennucci, and R. Cammi, Chem. Rev. (Washington, D.C.) 105, 2999 (2005).
52. C. Adamo, G. E. Scuseria, and V. Barone, J. Chem. Phys. 111, 2889 (1999).
53. H. Agren (private communication).
54. Y. Tawada, T. Tsuneda, S. Yanagisawa, T. Yanai, and K. Hirao, J. Chem. Phys. 120, 8425 (2004).
55. K. A. Nguyen, J. E. Rogers, J. E. Slagle, P. N. Day, R. Kannan, L.-S. Tan, P. A. Fleitz, and R. Pachter, J. Phys. Chem. A (to be published).
56. R. A. Negres, J. M. Hales, A. Kobyakov, D. J. Hagan, and E. W. V. Stryland, IEEE J. Quantum Electron. 38, 1205 (2002).
57. C. A. van Walree, O. Franssen, A. W. Marsman, M. C. Flipse, and L. W. Jenneskens, J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2 1997, 799.
58. V. M. Farztdinov and N. P. Ernsting, Chem. Phys. 277, 257 (2002).
59. D. Schulte-Frohlinde, H. Blume, and H. Gusten, J. Phys. Chem. 66, 2486 (1962).
60. W. Baumann, H. Deckers, K.-D. Loosen, and F. PetzKe, Ber. Bunsenges. Phys. Chem. 81, 799 (1977).
61. W. Liptay, in Excited States, edited by E. C. Lim (Academic Press, New York, 1974), Vol. 1, p. 129.
62. J. D. Swalen and C. R. Moylan, in Characterization Techniques and Tabulations for Organic Nonlinear Optical Materials, edited by M. G. Kuzyk and C. W. Dirk (Dekker AG, New York, 1998), pp. 223-225.
63. M. Okawara, T. Kitao, T. Hirashima, and M. Matsuoka, Organic Colorants: A Handbook of Data of Selected Dyes for Electro-optical Applications (Kodansha Ltd., Tokyo/Elsevier Science, Amsterdam, 1988).
64. L.-T. Cheng, W. Tam, S. R. Marder, A. E. Stiegman, G. Rikken, and C. W. Spangler, J. Phys. Chem. 95, 10631 (1991).
65. R. A. Rijkenberg, D. Bebelaar, W. J. Buma, and J. W. Hofstraat, J. Phys. Chem. A 106, 2446 (2002).
66. K. D. Belfield, M. V. Bondar, O. V. Przhonska, K. J. Schafer, and W. Mourad, J. Lumin. 97, 141 (2002).
67. K. J. Schafer, J. M. Hales, M. Balu, K. D. Belfield, E. W. Van Stryland, and D. J. Hagan, J. Photochem. Photobiol., A 162, 497 (2004).
68. K. D. Belfield, K. J. Schafer, W. Mourad, and B. A. Reinhardt, J. Org. Chem. 65, 4475 (2000).