ERKALE-A flexible program package for X-ray properties of atoms and molecules

Journal of Computational Chemistry

Volumn 33, Issue 18, 2012, Pages 1572-1585

  Lehtola, Jussi ^a   Hakala, Mikko ^a   Sakko, Arto ^a,b   Hämäläinen, Keijo ^a  

^a UNIVERSITY OF HELSINKI   (Finland)

^b AALTO UNIVERSITY   (Finland)

Author keywords

completeness optimization; Compton scattering; density functional theory; electron momentum density; electronic structure; Hardree Fock; time dependent density junctional theory; X ray absorption; X ray Raman Scattering

Indexed keywords

COMPTON SCATTERING; ELECTRONIC STRUCTURE; EXCITED STATES; FORMAL LOGIC; GROUND STATE; MOLECULES; MOMENTUM; OBJECT ORIENTED PROGRAMMING; PERSONAL COMPUTERS; SOFTWARE PACKAGES; X RAY ABSORPTION;

CONVERGENCE ACCELERATORS; DENSITY-FUNCTIONAL LEVEL; ELECTRON MOMENTUM DENSITIES; EXCHANGE-CORRELATION FUNCTIONALS; GROUND-STATE ELECTRONS; HARDREE-FOCK; TIME-DEPENDENT DENSITY; X-RAY RAMAN SCATTERINGS;

DENSITY FUNCTIONAL THEORY;

EID: 84861796990     PISSN: 01928651     EISSN: 1096987X     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/jcc.22987     Document Type: Article

References (144)

1. P. Hohenberg, W. Kohn, Phys. Rev. 1964, 136, B864.
2. W. Kohn, L. J. Sham, Phys. Rev. 1965, 140, A1133.
3. X. Gonze, B. Amadon, P.-M. Anglade, J.-M. Beuken, F. Bottin, P. Boulanger, F. Bruneval, D. Caliste, R. Caracas, M. Cô, Comput. Phys. Commun. 2009, 180, 2582.
4. M. Valiev, E. J. Bylaska, N. Govind, K. Kowalski, T. P. Straatsma, H. J. J. Van Dam, D. Wang, J. Nieplocha, E. Apra, T. L. Windus, Comput. Phys. Commun. 2010, 181, 1477.
5. P. Giannozzi, S. Baroni, N. Bonini, M. Calandra, R. Car, C. Cavazzoni, D. Ceresoli, G. L. Chiarotti, M. Cococcioni, I. Dabo, A. Dal Corso, S. de Gironcoli, S. Fabris, G. Fratesi, R. Gebauer, U. Gerstmann, C. Gougoussis, A. Kokalj, M. Lazzeri, L. Martin-Samos, N. Marzari, F. Mauri, R. Mazzarello, S. Paolini, A. Pasquarello, L. Paulatto, C. Sbraccia, S. Scandolo, G. Sclauzero, A. P. Seitsonen, A. Smogunov, P. Umari, R. M. Wentzcovitch, J. Phys. Condens. Mater 2009, 21, 395502.
6. L. Genovese, B. Videau, M. Ospici, T. Deutsch, S. Goedecker, J.-F. Méhaut, C. R. Méc. 2011, 339, 149.
7. S. Ismail-Beigi, T. A. Arias, Comput. Phys. Commun. 2000, 128, 1.
8. J. Enkovaara, C. Rostgaard, J. J. Mortensen, J. Chen, M. Dułak, L. Ferrighi, J. Gavnholt, C. Glinsvad, V. Haikola, H. A. Hansen, H. H. Kristoffersen, M. Kuisma, A. H. Larsen, L. Lehtovaara, M. Ljungberg, O. Lopez-Acevedo, P. G. Moses, J. Ojanen, T. Olsen, V. Petzold, N. A. Romero, J. Stausholm-Møller, M. Strange, G. A. Tritsaris, M. Vanin, M. Walter, B. Hammer, H. Häkkinen, G. K. H. Madsen, R. M. Nieminen, J. K. Nørskov, M. Puska, T. T. Rantala, J. Schiøtz, K. S. Thygesen, K. W. Jacobsen, J. Phys. Condens. Matter 2010, 22, 253202.
9. A. Castro, H. Appel, M. Oliveira, C. A. Rozzi, X. Andrade, F. Lorenzen, M. A. L. Marques, E. K. U. Gross, A. Rubio, Phys. Status Solidi
10. 2006, 243, 2465.
11. A. D. Becke, J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648.
12. S. F. Boys, Proc. R. Soc. A 1950, 200, 542.
13. S. Obara, A. Saika, J. Chem. Phys. 1986, 84, 3963.
14. M. Head-Gordon, J. A. Pople, J. Chem. Phys. 1988, 89, 5777.
15. T. Helgaker, P. Jørgensen, J. Olsen, Molecular Electronic-Structure Theory; Wiley, Chichester 2000.
16. O. Vahtras, J. Almlöf, M. W. Feyereisen, Chem. Phys. Lett. 1993, 213, 514.
17. M. A. Watson, N. C. Handy, A. J. Cohen, J. Chem. Phys. 2003, 119, 6475.
18. G. te Velde, F. M. Bickelhaupt, E. J. Baerends, C. Fonseca Guerra, S. J. A. van Gisbergen, J. G. Snijders, T. Ziegler, J. Comput. Chem. 2001, 22, 931.
19. S. F. Boys, F. Bernardi, Mol. Phys. 1970, 19, 553.
20. T. Yanai, G. I. Fann, Z. Gan, R. J. Harrison, G. Beylkin, J. Chem. Phys. 2004, 121, 6680.
21. R. J. Harrison, G. I. Fann, T. Yanai, Z. Gan, G. Beylkin, J. Chem. Phys. 2004, 121, 11587.
22. F. A. Bischoff, E. F. Valeev, J. Chem. Phys. 2011, 134, 104104.
23. C. Møller, M. S. Plesset, Phys. Rev. 1934, 46, 618.
24. J. Čížek, J. Chem. Phys. 1966, 45, 4256.
25. E. Rudberg, E. H. Rubensson, P. Sałek, J. Chem. Theor. Comp. 2011, 7, 340.
26. N. Bock, M. Challacombe, C. K. Gan, G. Henkelman, K. Nemeth, A. M. N. Niklasson, A. Odell, E. Schwegler, C. J. Tymczak, V. Weber, FreeON. Available at:, 2011.
27. J. VandeVondele, M. Krack, F. Mohamed, M. Parrinello, T. Chassaing, J. Hutter, Comput. Phys. Commun. 2005, 167, 103.
28. J. F. Stanton, J. Gauss, J. D. Watts, W. J. Lauderdale, R. J. Bartlett, Int. J. Quantum. Chem. 1992, 44, 879.
29. V. Lotrich, N. Flocke, M. Ponton, A. D. Yau, A. Perera, E. Deumens, R. J. Bartlett, J. Chem. Phys. 2008, 128, 194104.
30. C. L. Janssen, I. B. Nielsen, M. L. Leininger, E. F. Valeev, J. P. Kenny, E. T. Seidl, The Massively Parallel Quantum Chemistry Program (MPQC),.
31. T. D. Crawford, C. D. Sherrill, E. F. Valeev, J. T. Fermann, R. A. King, M. L. Leininger, S. T. Brown, C. L. Janssen, E. T. Seidl, J. P. Kenny, W. D. Allen, J. Comput. Chem. 2007, 28, 1610.
32. J. Lehtola, ERKALE-HF/DFT from Hel (2011),.
33. E. F. Valeev, J. T. Fermann, Libint-efficient computation of quantum mechanical matrix elements over Gaussian basis sets,.
34. M. A. L. Marques, M. Oliveira, T. Burnus, G. Madsen, X. Andrade, Libxc-A Library of Exchange-Correlation Functionals for Density-Functional Theory,.
35. C. Roothaan, Rev. Mod. Phys. 1951, 23, 69.
36. J. A. Pople, R. K. Nesbet, J. Chem. Phys. 1954, 22, 571.
37. A. Szabo, N. S. Ostlund, Modern Quantum Chemistry: Introduction to Advanced Electronic Structure Theory; Dover Publications, Inc., New York 1996.
38. T. Tsuchimochi, G. E. Scuseria, J. Chem. Phys. 2010, 133, 141102.
39. D. Langreth, J. Perdew, Phys. Rev. B 1980, 21, 5469.
40. J. A. Pople, P. M. Gill, B. G. Johnson, Chem. Phys. Lett. 1992, 199, 557.
41. J. Perdew, S. Kurth, A. Zupan, P. Blaha, Phys. Rev. Lett. 1999, 82, 2544.
42. P. J. Stephens, F. J. Devlin, C. F. Chabalowski, M. J. Frisch, J. Phys. Chem. 1994, 98, 11623.
43. E. Baerends, Chem. Phys. 1973, 2, 41.
44. H. Sambe, R. H. Felton, J. Chem. Phys. 1975, 62, 1122.
45. K. Eichkorn, O. Treutler, H. Ohm, M. Haser, R. Ahlrichs, Chem. Phys. Lett. 1995, 240, 283.
46. R. Yang, A. P. Rendell, M. J. Frisch, J. Chem. Phys. 2007, 127, 074102.
47. G. B. Arfken, H. J. Weber, F. Harris, Mathematical Methods for Physicists; 5th ed. Academic Press: New York, 2000.
48. M. Galassi, J. Davies, J. Theiler, B. Gough, G. Jungman, P. Alken, M. Booth, F. Rossi, GNU Scientific Library Reference Manual, 3rd ed., Network Theory Ltd, United Kingdom, 2009 ISBN: 0-9546120-7-8.
49. A. M. Köster, R. Flores-Moreno, J. U. Reveles, J. Chem. Phys. 2004, 121, 681.
50. A. D. Becke, J. Chem. Phys. 1988, 88, 2547.
51. V. I. Lebedev, Zh. Vychisl. Mat. Mat. Fiz. 1975, 15, 48.
52. V. I. Lebedev, USSR Comput. Math. Math. Phys 1976, 16, 10.
53. V. I. Lebedev, Sib. Math. J. 1977, 18, 99.
54. V. I. Lebedev, A. L. Skorokhodov, Russ. Acad. Sci. Dokl. Math. 1992, 45, 587.
55. V. I. Lebedev, Russ Acad. Sci. Dokl. Math. 1995, 50, 283.
56. V. I. Lebedev, D. N. Laikov, Dokl. Math. 1999, 59, 477.
57. O. Treutler, R. Ahlrichs, J. Chem. Phys. 1995, 102, 346.
58. B. G. Johnson, Ph.D. Thesis, Chapter 6, Carnegie Mellon University, 1993.
59. R. E. Stratmann, G. E. Scuseria, M. J. Frisch, Chem. Phys. Lett. 1996, 257, 213.
60. J. Almlöf, K. Faegri, K. Korsell, J. Comput. Chem. 1982, 3, 385.
61. J. H. van Lenthe, R. Zwaans, H. J. J. van Dam, M. F. Guest, J. Comput. Chem. 2006, 27, 926.
62. P.-O. Löwdin, J. Chem. Phys. 1950, 18, 365.
63. P. Pulay, Chem. Phys. Lett. 1980, 73, 393.
64. H. Sellers, Int. J. Quantum. Chem. 1993, 45, 31.
65. X. Hu, W. Yang, J. Chem. Phys. 2010, 132, 054109.
66. S. Høst, J. Olsen, B. Jansík, L. Thøgersen, P. Jørgensen, T. Helgaker, J. Chem. Phys. 2008, 129, 124106.
67. K. Baarman, T. Eirola, V. Havu, J. Chem. Phys. 2011, 134, 134109.
68. P. Kaijser, V. H. Smith, Adv. Quantum Chem. 1977, 10, 37.
69. M. J. Cooper, P. E. Mijnarends, N. Shiotani, N. Sakai, A. Bansil, X-ray Compton Scattering, Oxford Series on Synchrotron Radiation, Vol. 5 Oxford University Press, Inc., New York 2004.
70. M. J. Cooper, Rep. Prog. Phys. 1985, 48, 415.
71. L. C. Snyder, T. A. Weber, J. Chem. Phys. 1975, 63, 113.
72. S. Huotari, J. Soininen, T. Pylkkänen, K. Hämäläinen, A. Issolah, A. Titov, J. McMinis, J. Kim, K. Esler, D. Ceperley, M. Holzmann, V. Olevano, Phys. Rev. Lett. 2010, 105, 20.
73. A. Jarzecki, E. Davidson, Mol. Phys. 2000, 98, 1089.
74. S. Ragot, J. Chem. Phys. 2006, 125, 014106.
75. B. Miguel, J. M. García de la Vega, Theor. Chem. Acc. 2007, 118, 723.
76. J. Lehtola, M. Hakala, J. Vaara, K. Hämäläinen, Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13, 5630.
77. J. R. Hart, A. J. Thakkar, Int. J. Quantum. Chem. 2005, 102, 673.
78. T. K. Ghanty, V. N. Staroverov, P. R. Koren, E. R. Davidson, J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 1210.
79. A. Erba, C. Pisani, S. Casassa, L. Maschio, M. Schütz, D. Usvyat, Phys. Rev. B 2010, 81, 165108.
80. T. H. Dunning, J. Chem. Phys. 1989, 90, 1007.
81. R. A. Kendall, T. H. Dunning, R. J. Harrison, J. Chem. Phys. 1992, 96, 6796.
82. K. A. Peterson, D. E. Woon, T. H. Dunning, J. Chem. Phys. 1994, 100, 7410.
83. K. L. Schuchardt, B. T. Didier, T. Elsethagen, L. Sun, V. Gurumoorthi, J. Chase, J. Li, T. L. Windus, J. Chem. Inf. Mod. 2007, 47, 1045.
84. M. Hakala, K. NygÃ¥rd, S. Manninen, S. Huotari, T. Buslaps, A. Nilsson, L. G. M. Pettersson, K. Hämäläinen, J. Chem. Phys. 2006, 125, 084504.
85. P. Sit, C. Bellin, B. Barbiellini, D. Testemale, J.-L. Hazemann, T. Buslaps, N. Marzari, A. Shukla, Phys. Rev. B 2007, 76, 245413.
86. K. NygÃ¥rd, M. Hakala, S. Manninen, M. Itou, Y. Sakurai, K. Hämäläinen, Phys. Rev. Lett. 2007, 99, 197401.
87. I. Juurinen, K. Nakahara, N. Ando, T. Nishiumi, H. Seta, N. Yoshida, T. Morinaga, M. Itou, T. Ninomiya, Y. Sakurai, E. Salonen, K. Nordlund, K. Hmlinen, M. Hakala, Phys. Rev. Lett. 2011, 107, 197401.
88. D. P. Chong, S. R. Langhoff, J. Chem. Phys. 1990, 93, 570.
89. D. P. Chong, Can. J. Chem. 1995, 73, 79.
90. P. Manninen, J. Vaara, J. Comput. Chem. 2006, 27, 434.
91. S. Ikäläinen, P. Lantto, P. Manninen, J. Vaara, J. Chem. Phys. 2008, 129, 124102.
92. S. Ikäläinen, P. Lantto, P. Manninen, J. Vaara, Phys. Chem. Chem. Phys. 2009, 11, 11404.
93. S. Ikäläinen, M. Romalis, P. Lantto, J. Vaara, Phys. Rev. Lett. 2010, 105, 153001.
94. Kruununhaka basis set tool kit, written by P. Manninen and J. Lehtola,.
95. J. A. Nelder, R. Mead, Comput J. 1965, 7, 308.
96. L. Davis, Handbook of Genetic Algorithms; Van Nostrand Reinhold, 1991.
97. W. Kutzelnigg, U. Fleischer, M. Schindler, The IGLO-Method: Ab Initio Calculation and Interpretation of NMR Chemical Shifts and Magnetic Susceptibilities Vol. 23; Springer Verlag: Berlin/Heidelberg, 1991, pp. 165-262.
98. A. J. Sadlej, Collect Czech. Chem. Commun. 1988, 53, 1995.
99. A. J. Sadlej, Theor. Chim. Acta 1991, 81, 45.
100. J.-P. Rueff, Rev. Mod. Phys. 2010, 82, 847.
101. T. Pylkkänen, V. M. Giordano, J.-C. Chervin, A. Sakko, M. Hakala, J. A. Soininen, K. Hämäläinen, G. Monaco, S. Huotari, J. Phys. Chem. B 2010, 114, 3804.
102. S. Doniach, P. Platzman, J. Yue, Phys. Rev. B 1971, 4, 3345.
103. W. Schülke, Electron Dynamics by Inelastic X-Ray Scattering, Oxford Series on Synchrotron Radiation; Vol. 7 Oxford University Press, Inc., New York 2007.
104. K. Hämäläinen, S. Galambosi, J. Soininen, E. Shirley, J.-P. Rueff, A. Shukla, Phys. Rev. B 2002, 65, 155111.
105. J. A. Soininen, A. L. Ankudinov, J. J. Rehr, Phys. Rev. B 2005, 72, 045136.
106. L. Triguero, L. G. M. Pettersson, H. Ågren, Phys. Rev. B 1998, 58, 8097.
107. J. C. Slater, vol. 6 of Advances Quantinum Chemistry; Wiley: New York, 1972.
108. J. C. Slater, J. Chem. Phys. 1972, 57, 2389.
109. K. Hermann, L. G. M. Pettersson, M. E. Casida, C. Daul, A. Goursot, A. Köster, E. Proynov, A. St-Amant, D. R. Salahub, StoBe-deMon, a Density Functional Theory molecule/cluster package,.
110. A. Sakko, M. Hakala, J. A. Soininen, K. Hämäläinen, Phys. Rev. B 2007, 76, 205115.
111. J. A. Soininen, E. L. Shirley, Phys. Rev. B 2001, 64, 165112.
112. J. Vinson, J. J. Rehr, J. J. Kas, E. L. Shirley, Phys. Rev. B 2011, 83, 115106.
113. A. L. Ankudinov, B. Ravel, J. J. Rehr, S. D. Conradson, Phys. Rev. B 1998, 58, 7565.
114. J. J. Rehr, R. C. Albers, Rev. Mod. Phys. 2000, 72, 621.
115. The FEFF code,.
116. M. Leetmaa, M. P. Ljungberg, A. Lyubartsev, A. Nilsson, L. G. M. Pettersson, J. El. Spec. 2010, 177, 135.
117. C. Kolczewski, R. Püttner, O. Plashkevych, H. Ågren, V. Staemmler, M. Martins, G. Snell, A. S. Schlachter, M. Sant'Anna, G. Kaindl, L. G. M. Pettersson, J. Chem. Phys. 2001, 115, 6426.
118. M. Odelius, M. Cavalleri, A. Nilsson, L. G. M. Pettersson, Phys. Rev. B 2006, 73, 024205.
119. O. Takahashi, L. G. M. Pettersson, J. Chem. Phys. 2004, 121, 10339.
120. L. Pettersson, U. Wahlgren, Chem. Phys. 69, 185-192 (1982).
121. L. G. M. Pettersson, U. Wahlgren, O. Gropen, J. Chem. Phys. 1987, 86, 2176.
122. H. Ågren, V. Carravetta, O. Vahtras, L. G. M. Pettersson, Chem. Phys. Lett. 1994, 222, 75.
123. H. Ågren, V. Carravetta, O. Vahtras, L. G. M. Pettersson, Theor. Chim. Acta 1997, 97, 14.
124. J. P. Perdew, K. Burke, M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865.
125. J. P. Perdew, K. Burke, M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett. 1997, 78, 1396.
126. M. Cavalleri, H. Ogasawara, L. G. M. Pettersson, A. Nilsson, Chem. Phys. Lett. 2002, 364, 363.
127. T. Pylkkänen, J. Lehtola, M. Hakala, A. Sakko, G. Monaco, S. Huotari, K. Hämäläinen, J. Phys. Chem. B 2010, 114, 13076.
128. S. Myneni, Y. Luo, L.Å. Näslund, M. Cavalleri, L. Ojamäe, H. Ogasawara, A. Pelmenschikov, Ph. Wernet, P. Väterlein, C. Heske, Z. Hussain, L. G. M. Pettersson, A. Nilsson, J. Phys. Condens Matter 2002, 14, L213.
129. P. J. Linstrom, W. G. Mallard, Eds., NIST Chemistry WebBook, NIST Standard Reference Database Number 69; National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg: MD, p. 20899; Available at:.
130. B. Hammer, L. B. Hansen, J. K. Nørskov, Phys. Rev. B 1999, 59, 7413.
131. M. L. Gordon, D. Tulumello, G. Cooper, A. P. Hitchcock, P. Glatzel, O. C. Mullins, S. P. Cramer, U. Bergmann, J. Phys. Chem. A 2003, 107, 8512.
132. E. Runge, E. K. U. Gross, Phys. Rev. Lett. 1984, 52, 997.
133. M. A. L. Marques, C. A. Ullrich, F. Nogueira, A. Rubio, K. Burke, E. K. U. Gross, Eds., Time-Dependent Density Functional Theory; Springer Verlag, 2006.
134. M. E. Casida, In Recent Advances in Computational Chemistry;, D. P. Chong, Ed.; World Scientific, Singapore, 1995.
135. M. E. Casida, C. Jamorski, K. C. Casida, D. R. Salahub, J. Chem. Phys. 1998, 108, 4439.
136. C. Jamorski, M. E. Casida, D. R. Salahub, J. Chem. Phys. 1996, 104, 5134.
137. A. Sakko, A. Rubio, M. Hakala, K. Hämäläinen, J. Chem. Phys. 2010, 133, 174111.
138. G. Brancato, N. Rega, V. Barone, Phys. Rev. Lett. 2008, 100, 107401.
139. A. Nakata, Y. Imamura, H. Nakai, J. Chem. Phys. 2006, 125, 064109.
140. N. A. Besley, M. J. G. Peach, D. J. Tozer, Phys. Chem. Chem. Phys. 2009, 11, 10350.
141. N. A. Besley, F. A. Asmuruf, Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 12024.
142. F. Bloch, Z. Phys. A 1929, 57, 545.
143. P. A. M. Dirac, Proc. Cambridge Philas. Soc. 1930, 26, 376.
144. S. H. Vosko, L. Wilk, M. Nusair, Can. J. Phys. 1980, 58, 1200.