Quantum master equation method based on the broken-symmetry time-dependent density functional theory: Application to dynamic polarizability of open-shell molecular systems

Journal of Physical Chemistry A

Volumn 115, Issue 15, 2011, Pages 3565-3575

  Kishi, Ryohei ^a   Nakano, Masayoshi ^a  

^a OSAKA UNIVERSITY   (Japan)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

AB INITIO MOLECULAR ORBITAL METHODS; COUPLED-CLUSTER SINGLES AND DOUBLES; DELOCALIZATION EFFECTS; DENSITY DISTRIBUTIONS; DIRADICALS; DYNAMIC POLARIZABILITIES; EXCHANGE-CORRELATION FUNCTIONALS; FREQUENCY DISPERSION; FRONTIER ORBITALS; INDUCED POLARIZATION; MOLECULAR SYSTEMS; NOVEL METHODS; OPEN-SHELL; QUANTUM MASTER EQUATIONS; REAL PART; RESONANT CONDITION; RESONANT REGIONS; TIME DEPENDENT DENSITY FUNCTIONAL THEORY;

CALCULATIONS; MOLECULAR ORBITALS; POLARIZATION;

DENSITY FUNCTIONAL THEORY;

ARTICLE; QUANTUM THEORY; TIME;

QUANTUM THEORY; TIME FACTORS;

EID: 79954581234     PISSN: 10895639     EISSN: 15205215     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp200056m     Document Type: Article

References (119)

1. Salem, L.; Ronland, C. Angew. Chem., Int. Ed. 1972, 11, 92
2. Döhnert, D.; Koutecký, J. J. Am. Chem. Soc. 1980, 102, 1789
3. Diradicals, Borden, W. T., Ed.; Wiley-Interscience: New York, 1982.
4. Rajca, A. Chem. Rev. 1994, 94, 871
5. Borden, W. T.; Davidson, E. R. J. Am. Chem. Soc. 1977, 99, 4587
6. Staroverov, V. N.; Davidson, E. R. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 186
7. Abe, M.; Adam, W.; Hara, M.; Hattori, M.; Majima, T.; Nojima, M.; Tachibana, K.; Tojo, S. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 6540
8. Jung, Y.; Head-Gordon, M. Chem. Phys. Chem. 2003, 4, 522
9. Paci, I.; Johnson, J. C.; Chen, X.; Rana, G.; Popovic, D.; David, D. E.; Nozik, A. J.; Ratner, M. A.; Michl, J. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 16546
10. Suaud, N.; Bonnet, M. L.; Boilleau, C.; Labéguerie, P.; Guihéry, N. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 715
11. Scheschkewitz, D.; Amii, H.; Gomitzka, H.; Schoeller, W. W.; Bourissou, D.; Bertrand, G. Science 2002, 295, 1880
12. Cui, C.; Brynda, M.; Olmstead, M. M.; Power, P. P. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 6510
13. Bachler, V.; Olbrich, G.; Neese, F.; Wieghardt, K. Inorg. Chem. 2002, 41, 4179
14. Motta, S. D.; Negri, F.; Fazzi, D.; Castiglioni, C.; Canesi, E. V. J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 3334
15. Kikuchi, A.; Iwahori, F.; Abe, J. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 6526
16. Houk, K. N.; Lee, P. S.; Nendel, M. J. Org. Chem. 2001, 66, 5517
17. Bendikov, M.; Duong, H. M.; Starkey, K.; Houk, K. N.; Carter, E. A.; Wudl, F. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 7416
18. Chen, Z.; Jiang, D.; Lu, X.; Bettinger, H. F.; Dai, S.; Schleyer, P. v. R.; Houk, K. N. Org. Lett. 2007, 9, 5449
19. Hachmann, J.; Dorando, J. J.; Avilés, M.; Chan, G. K.-L. J. Chem. Phys. 2007, 127, 134309
20. Jiang, D.; Dai, S. J. Phys. Chem. A 2008, 112, 332
21. Qu, Z.; Zhang, D.; Liu, C.; Jiang, Y. J. Phys. Chem. A 2009, 113, 7909
22. Tönshoff, C.; Bettinger, H. F. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 4125
23. Zade, S. S.; Bendikov, M. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 4012
24. Wassmann, T.; Seitsonen, A. P.; Saitta, A. M.; Lazzeri, M.; Mauri, F. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 3440
25. Nagai, H.; Nakano, M.; Yoneda, K.; Kishi, R.; Takahashi, H.; Shimizu, A.; Kubo, T.; Kamada, K.; Ohta, K.; Botek, E.; Champagne, B. Chem. Phys. Lett. 2010, 489, 212
26. Trinquier, G.; Suaud, N.; Malrieu, J. P. Chem.=Eur. J. 2010, 16, 8762
27. Wang, W. L.; Meng, S.; Kaxiras, E. Nano Lett. 2008, 8, 241
28. Yazyev, O. V.; Wang, W. L.; Meng, S.; Kaxiras, E. Nano Lett. 2008, 8, 766
29. Ezawa, M. Phys. Rev. B 2007, 76, 245415
30. Vandeschuren, M.; Hermet, P.; Meunier, V.; Henrard., L.; Lambin., Ph. Phys. Rev. B 2008, 78, 195401
31. F-Rossier, J.; Palacios, J. J. Phys. Rev. Lett. 2007, 99, 177204
32. Dias, J. R. Chem. Phys. Lett. 2008, 467, 200
33. Son, Y.-W.; Cohen, M. L.; Louie, S. G. Nature 2006, 444, 347
34. Goto, K.; Kubo, T.; Yamamoto, K.; Nakasuji, K.; Sato, K.; Shiomi, D.; Takui, T.; Kubota, M.; Kobayashi, T.; Yakushi, K.; Ouyang, J. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 1619
35. Takano, Y.; Taniguchi, T.; Isobe, H.; Kubo, T.; Morita, Y.; Yamamoto, K.; Nakasuji, K.; Takui, T.; Yamaguchi, K. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 11122
36. Kubo, T.; Shimizu, A.; Sakamoto, M.; Uruichi, M.; Yakushi, K.; Nakano, M.; Shiomi, D.; Sato, K.; Takui, T.; Morita, Y.; Nakasuji, K. Angew. Chem., Int. Ed. 2005, 44, 6564
37. Konishi, A.; Hirao, Y.; Nakano, M.; Shimizu, A.; Botek, E.; Champagne, B.; Shiomi, D.; Sato, K.; Takui, T.; Matsumoto, K.; Kurata, H.; Kubo, T. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 11021
38. Umeda, R.; Hibi, D.; Miki, K.; Tobe, Y. Org. Lett. 2009, 11, 4104
39. Lahti, P. M.; Ichimura, A. S.; Sanborn, J. A. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 251
40. Serwinski, P. R.; Lahti, P. M. Org. Lett. 2003, 5, 2099
41. Ito, A.; Urabe, M.; Tanaka, K. Angew. Chem., Int. Ed. 2007, 46, 3300
42. Matsuda, K.; Irie, M. Chem.=Eur. J. 2001, 7, 3466
43. Rajca, A.; Shiraishi, K.; Pink, M.; Rajca, S. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 7232
44. Rajca, A.; Vale, M.; Rajca, S. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 9099
45. Train, C.; Norel, L.; Baumgarten, M. Coord. Chem. Rev. 2009, 253, 2342
46. Shimizu, A.; Uruichi, M.; Yakushi, K.; Matsuzaki, H.; Okamoto, H.; Nakano, M.; Hirao, Y.; Matsumoto, K.; Kurata, H.; Kubo, T. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 5482
47. Huang, J.; Kertesz, M. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 1634
48. Tian, Y. H.; Kertesz, M. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 10648
49. Nakano, M.; Nitta, T.; Yamaguchi, K.; Champagne, B.; Botek, E. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 4105
50. Nakano, M.; Kishi, R.; Nitta, T.; Kubo, T.; Nakasuji, K.; Kamada, K.; Ohta, K.; Champagne, B.; Botek, E.; Yamaguchi, K. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 885
51. Nakano, M.; Kubo, T.; Kamada, K.; Ohta, K.; Kishi, R.; Ohta, S.; Nakagawa, N.; Takahashi, H.; Furukawa, S.; Morita, Y.; Nakasuji, K.; Yamaguchi, K. Chem. Phys. Lett. 2006, 418, 142
52. Nakano, M.; Kishi, R.; Ohta, S.; Takebe, A.; Takahashi, H.; Furukawa, S.; Kubo, T.; Morita, Y.; Nakasuji, K.; Yamaguchi, K.; Kamada, K.; Ohta, K.; Champagne, B.; Botek, E. J. Chem. Phys. 2006, 125, 074113
53. Nakano, M.; Kishi; Ohta, S.; Takahashi, H.; Kubo, T.; Kamada, K.; Ohta, K.; Botek, E.; Champagne, B. Phys. Rev. Lett. 2007, 99, 033001
54. Nakano, M.; Champagne, B.; Botek, E.; Ohta, K.; Kamada, K.; Kubo, T. J. Chem. Phys. 2010, 133, 154302
55. Kamada, K.; Ohta, K.; Kubo, T.; Shimizu, A.; Morita, Y.; Nakasuji, K.; Kishi, R.; Ohta, S.; Furukawa, S.; Takahashi, H.; Nakano, M. Angew. Chem., Int. Ed. 2007, 46, 3544
56. Hu, W.; Ma, H.; Liu, C.; Jiang, Y. J. Chem. Phys. 2007, 126, 044903
57. Yesudas, K.; Bhanuprakash, K. J. Phys. Chem. A 2007, 111, 1943
58. Srinivas, K.; Prabhakar, Ch.; Devi, C. L.; Yesudas, K.; Bhanuprakash, K.; Rao, V. J. J. Phys. Chem. A 2007, 111, 3378
59. Thomas, A.; Srinivas, K.; Prabhakar, Ch.; Bhanuprakash, K.; Rao, V. J. Chem. Phys. Lett. 2008, 454, 36
60. Qiu, Y. Q.; Fan, H. L.; Sun, S. L.; Liu, C. G.; Su, Z. M. J. Phys. Chem. A 2008, 112, 83
61. Li, Z. J.; Wang, F. F.; Li, Z. R.; Xu, H. L.; Huang, X. R.; Wu, D.; Chen, W.; Yu, G. T.; Gu, F. L.; Aoki, Y. Phys. Chem. Chem. Phys. 2009, 11, 402
62. Jha, P. C.; Rinkevicius, Z.; Ågren, H. ChemPhysChem 2009, 10, 817
63. Serrano-Andrés, L.; Avramopoulos, A.; Li, J.; Labéguerie, P.; Bégué, D.; Kellö, V.; Papadopoulos, M. G. J. Chem. Phys. 2009, 131, 134312
64. Kishida, H.; Hibino, K.; Nakamura, A.; Kato, D.; Abe, J. Thin Solid Films 2010, 519, 1028
65. Umeda, R.; Hibi, D.; Miki, K.; Tobe, Y. Pure Appl. Chem. 2010, 82, 871
66. Kamada, K.; Ohta, K.; Shimizu, A.; Kubo, T.; Kishi, R.; Takahashi, H.; Botek, E.; Champagne, B.; Nakano, M. J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 937
67. Nakano, M.; Kishi, R.; Nakagawa, N.; Ohta, S.; Takahashi, H.; Furukawa, S.; Kamada, K.; Ohta, K.; Champagne, B.; Botek, E.; Yamada, S.; Yamaguchi, K. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 4238
68. Ohta, S.; Nakano, M.; Kubo, T.; Kamada, K.; Ohta, K.; Kishi, R.; Nakagawa, N.; Champagne, B.; Botek, E.; Takebe, A.; Umezaki, S.; Nate, M.; Takahashi, H.; Furukawa, S.; Morita, Y.; Nakasuji, K.; Yamaguchi, K. J. Phys. Chem. A 2007, 111, 3633
69. Kishi, R.; Nakano, M.; Ohta, S.; Takebe, A.; Nate, M.; Takahashi, H.; Kubo, T.; Kamada, K.; Ohta, K.; Botek, E.; Champagne, B. J. Chem. Theory Comput. 2007, 3, 1699
70. Nakano, M.; Ohta, S.; Tokushima, K.; Kishi, R.; Kubo, T.; Kamada, K.; Ohta, K.; Champagne, B.; Botek, E.; Takahashi, H. Chem. Phys. Lett. 2007, 443, 95
71. Fukui, H; Kishi, R.; Minami, T.; Nagai, H.; Takahashi, H.; Kubo, T.; Kamada, K.; Ohta, K.; Champagne, B.; Botek, E.; Nakano, M. J. Phys. Chem. A 2008, 112, 8423
72. Nakano, M.; Nagai, H.; Fukui, H.; Yoneda, K.; Kishi, R.; Takahashi, H.; Shimizu, A.; Kubo, T.; Kamada, K.; Ohta, K.; Champagne, B.; Botek, E. Chem. Phys. Lett. 2008, 467, 120
73. Kishi, R.; Bonness, S.; Yoneda, K.; Takahashi, H.; Nakano, M.; Botek, E.; Champagne, B.; Kubo, T.; Kamada, K.; Ohta, K.; Tsuneda, T. J. Chem. Phys. 2010, 132, 094107
74. Bonness, S.; Fukui, H.; Yoneda, K.; Kishi, R.; Champagne, B.; Botek, E.; Nakano, M. J. Chem. Phys. 2010, 132, 094107
75. Nakano, M.; Minami, T.; Fukui, H.; Yoneda, K.; Shigeta, Y.; Kishi, R.; Champagne, B.; Botek, E. Chem. Phys. Lett. 2010, 501, 140
76. Nakano, M.; Yoneda, K.; Kishi, R.; Takahashi, H.; Kubo, T.; Kamada, K.; Ohta, K.; Botek, E.; Champagne, B. J. Chem. Phys. 2009, 131, 114316
77. Nakano, M.; Yoneda, K.; Kishi, R.; Takahashi, H.; Kubo, T.; Kamada, K.; Ohta, K.; Champagne, B.; Botek, E. AIP conference proceedings (ICCMSE 2009), in press.
78. Orr, B. J.; Ward, J. F. Mol. Phys. 1971, 20, 513
79. Bishop, D. M. J. Chem. Phys. 1994, 100, 6535
80. Nakano, M.; Okumura, M.; Yamaguchi, K.; Fueno, T. Mol. Cryst. Liq. Cryst. 1989, 182, A 1
81. Luo, Y.; Ågren, H.; Jørgensen, P.; Mikkelsen, K. V. Adv. Quantum Chem. 1995, 26, 165
82. Sekino, H.; Bartlett, R. J. J. Chem. Phys. 1986, 85, 976
83. Karna, S. P.; Dupuis, M. J. Comput. Chem. 1991, 12, 487
84. Sekino, H.; Bartlett, R. J. J. Chem. Phys. 1991, 94, 3665
85. Norman, P.; Jonsson, D.; Vahtras, O.; Ågren, H. Chem. Phys. Lett. 1995, 242, 7
86. Sasagane, K.; Aiga, F.; Itoh, R. J. Chem. Phys. 1993, 98, 3022
87. Kobayashi, T.; Sasagane, K.; Aiga, F.; Yamaguchi, K. J. Chem. Phys. 1999, 111, 842
88. Aiga, F.; Tada, T.; Yoshimura, R. J. Chem. Phys. 1999, 111, 2878
89. Ho, T.-S.; Wang, K.; Chu, S.-I. Phys. Rev. A 1985, 33, 1798
90. Wang, K.; Chu, S.-I. J. Chem. Phys. 1986, 86, 3225
91. Nakano, M.; Yamaguchi, K. Phys. Rev. A 1994, 50, 2989
92. Nakano, M.; Yamaguchi, K.; Matsuzaki, Y.; Tanaka, K.; Yamabe, T. J. Chem. Phys. 1995, 102 (2986) 2996
93. Nakano, M.; Yamaguchi, K. Chem. Phys. Lett. 1995, 234, 323
94. Nakano, M.; Takahata, M.; Yamada, S.; Kishi, R.; Nitta, T.; Yamaguchi, K. J. Chem. Phys. 2004, 120, 2359
95. Nakano, M.; Kishi, R.; Minami, T.; Fukui, H.; Nagai, H.; Yoneda, K.; Takahashi, H. Chem. Phys. Lett. 2008, 460, 370
96. Kishi, R.; Nakano, M.; Minami, T.; Fukui, H.; Nagai, H.; Yoneda, K.; Takahashi, H. J. Phys. Chem. A 2009, 113, 5455
97. Kishi, R.; Nakano, M.; Minami, R.; Fukui, H.; Nagai, H.; Yoneda, K.; Takahashi, H. Synth. Met. 2009, 159, 2194
98. Kishi, R.; Minami, T.; Yoneda, K.; Nakano, M. AIP conference proceedings (ICCMSE 2009), in press.
99. Kishi, R.; Minami, T.; Fukui, H.; Takahashi, H.; Nakano, M. J. Chem. Phys. 2008, 128, 244306
100. Nakano, M.; Kishi, R.; Minami, M.; Yoneda, K. Molecules 2009, 14, 3700
101. Tamm, I. J. Phys. (USSR) 1945, 9, 449
102. Dancoff, S. M. Phys. Rev. 1950, 78, 382
103. Hirata, S.; Head-Gordon, M. Chem. Phys. Lett. 1999, 314, 291
104. Nakano, M.; Yamada, S.; Shigemoto, I.; Yamaguchi, K. Chem. Phys. Lett. 1996, 250, 247
105. Hayes, E. F.; Siu, A. K. Q. J. Am. Chem. Soc. 1971, 93, 2090
106. Yamaguchi, K. Chem. Phys. Lett. 1975, 33, 330
107. Yamaguchi, K. In Self-Consistent Field Theory and Applications; Carbo, R.; Klobukowski, M., Eds.; Elsevier: Amsterdam, 1990; p 727.
108. Nakano, M.; Takahata, M.; Fujita, H.; Kiribayashi, S.; Yamaguchi, K. Chem. Phys. Lett. 2000, 323, 249
109. Takahata, M.; Nakano, M.; Fujita, H.; Yamaguchi, K. Chem. Phys. Lett. 2002, 363, 422
110. Ohta, S.; Nakano, M.; Kishi, R.; Takahashi, H.; Furukawa, S.-i. Chem. Phys. Lett. 2006, 419, 70
111. Nakano, M.; Kishi, R.; Nakagawa, N.; Nitta, T.; Yamaguchi, K. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 7631
112. Takahata, M.; Shoji, M.; Nitta, H.; Takeda, R.; Yamanaka, S.; Okumura, M.; Nakano, M.; Yamaguchi, K. Int. J. Quantum Chem. 2005, 105, 615
113. Carmichael, H. J. Statistical Methods in Quantum Optics 1; Springer, Verlag: Berlin, 1999.
114. Leegwater, J. A.; Durrant, J. R.; Klug, D. R. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 7205
115. Nakano, M.; Kishi, R.; Fukui, H.; Minami, T.; Nagai, H.; Yoneda, K.; Bonness, S.; Takahashi, H. Int. J. Nanosci. 2009, 8, 123
116. Straatsma, T. P.; Aprà, E.; Windus, T. L.; Bylaska, E. J.; de Jong, W.; Hirata, S.; Valiev, M.; Hackler, M.; Pollack, L.; Harrison, R.; Dupuis, M.; Smith, D. M. A.; Nieplocha, J.; Tipparaju, V.; Krishnan, M.; Auer, A. A.; Brown, E.; Cisneros, G.; Fann, G.; Früchtl, H.; Garza, J.; Hirao, K.; Kendall, R.; Nichols, J.; Tsemekhman, K.; Wolinski, K.; Anchell, J.; Bernholdt, D.; Borowski, P.; Clark, T.; Clerc, D.; Dachsel, H.; Deegan, M.; Dyall, K.; Elwood, D.; Glendening, E.; Gutowski, M.; Hess, A.; Jaffe, J.; Johnson, B.; Ju, J.; Kobayashi, R.; Kutteh, R.; Lin, Z.; Littlefield, R.; Long, X.; Meng, B.; Nakajima, T.; Niu, S.; Rosing, M.; Sandrone, G.; Stave, M.; Taylor, H.; Thomas, G.; van Lenthe, J.; Wong, A.; Zhang, Z. NWChem, A Computational Chemistry Package for Parallel Computers, Version 4.6, Pacific Northwest National Laboratory: Richland, Washington 99352-0999, USA, 2004.
117. Kendall, R. A.; Aprà, E.; Bernholdt, D. E.; Bylaska, E. J.; Dupuis, M.; Fann, G. I.; Harrison, R. J.; Ju, J.; Nichols, J. A.; Nieplocha, J.; Straatsma, T. P.; Windus, T. L.; Wong, A. T. Comput. Phys. Commun. 2000, 128, 260
118. Humphrey, W.; Dalke, A.; Schulten, K. J. Mol. Graphics 1996, 14, 33
119. Nakano, M.; Fukui, H.; Minami, T.; Yoneda, K.; Shigeta, Y.; Kishi, R.; Champagne, B.; Botek, E.; Kubo, T.; Ohta, K.; Kamada, K. Theor. Chem. Acc., DOI 10.1007/s00214-010-0871-y.