DFTB parameters for the periodic table: Part 1, electronic structure

Journal of Chemical Theory and Computation

Volumn 9, Issue 9, 2013, Pages 4006-4017

  Wahiduzzaman, Mohammad ^a,b   Oliveira, Augusto F ^a,b   Philipsen, Pier ^b   Zhechkov, Lyuben ^a   Van Lenthe, Erik ^b   Witek, Henryk A ^c   Heine, Thomas ^a  

^a JACOBS UNIVERSITY BREMEN   (Germany)

^b VU UNIVERSITY AMSTERDAM   (Netherlands)

^c NATIONAL CHIAO TUNG UNIVERSITY   (Taiwan)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 84884195204     PISSN: 15499618     EISSN: 15499626     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ct4004959     Document Type: Article

References (100)

1. Hohenberg, P.; Kohn, W. Phys. Rev. 1964, 136, B864-B871
2. Kohn, W.; Sham, L. J. Phys. Rev. 1965, 140, A1133-A1138
3. Seifert, G.; Eschrig, H.; Bieger, W. Z. Phys. Chem. 1986, 267, 529-539
4. Seifert, G.; Porezag, D.; Frauenheim, T. Int. J. Quantum Chem. 1996, 58, 185-192
5. Porezag, D.; Frauenheim, T.; Köhler, T.; Seifert, G.; Kaschner, R. Phys. Rev. B 1995, 51, 12947-12957
6. Slater, J. C.; Koster, G. F. Phys. Rev. 1954, 94, 1498-1524
7. Haugk, M.; Elsner, J.; Heine, T.; Frauenheim, T.; Seifert, G. Comput. Mater. Sci. 1999, 13, 239-251
8. Elstner, M.; Frauenheim, T.; Kaxiras, E.; Seifert, G.; Suhai, S. Phys. Rev. B 2000, 217, 357-376
9. Fowler, P. W.; Heine, T.; Manolopoulos, D. E.; Mitchell, D.; Orlandi, G.; Schmidt, R.; Seifert, G.; Zerbetto, F. J. Phys. Chem. 1996, 100, 6984-6991
10. Fowler, P. W.; Heine, T.; Mitchell, D.; Orlandi, G.; Schmidt, R.; Seifert, G.; Zerbetto, F. J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1996, 92, 2203
11. Heine, T.; Fowler, P.; Seifert, G. Solid State Commun. 1999, 111, 19-22
12. Albertazzi, E.; Domene, C.; Fowler, P. W.; Heine, T.; Seifert, G.; Van Alsenoy, C.; Zerbetto, F. Phys. Chem. Chem. Phys. 1999, 1, 2913-2918
13. Heine, T.; Seifert, G.; Fowler, P. W.; Zerbetto, F. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 8738-8746
14. Heine, T.; Zerbetto, F.; Seifert, G.; Fowler, P. W. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 1140-1143
15. Heine, T.; Zerbetto, F.; Seifert, G.; Fowler, P. W. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 3865-3868
16. Seifert, G.; Enyashin, A.; Heine, T. Phys. Rev. B 2005, 72, 012102
17. Ivanovskaya, V. V.; Ranjan, N.; Heine, T.; Merino, G.; Seifert, G. Small 2005, 1, 399-402
18. Kuc, A.; Zhechkov, L.; Patchkovskii, S.; Seifert, G.; Heine, T. Nano Lett. 2007, 7, 1-5
19. Lukose, B.; Wahiduzzaman, M.; Kuc, A.; Heine, T. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 22878-22884
20. Heine, T.; Vietze, K.; Seifert, G. Magn. Reson. Chem. 2004, 42, S199-201
21. Widany, J.; Frauenheim, T.; Köhler, T.; Sternberg, M.; Porezag, D.; Jungnickel, G.; Seifert, G. Phys. Rev. B 1996, 53, 4443-4452
22. Fowler, P. W.; Heine, T.; Mitchell, D.; Schmidt, R.; Seifert, G. J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1996, 92, 2197
23. Frauenheim, T.; Weich, F.; Köhler, T.; Uhlmann, S.; Porezag, D.; Seifert, G. Phys. Rev. B 1995, 52, 11492-11501
24. Gutierrez, R.; Frauenheim, T.; Köhler, T.; Seifert, G. J. Mater. Chem. 1996, 6, 1657
25. Astala, R.; Kaukonen, M.; Nieminen, R.; Heine, T. Phys. Rev. B 2000, 61, 2973-2980
26. Goyal, P.; Elstner, M.; Cui, Q. J. Phys. Chem. B 2011, 115, 6790-805
27. Choi, T. H.; Liang, R.; Maupin, C. M.; Voth, G. A. J. Phys. Chem. B 2013, 117, 5165-79
28. Heine, T.; Bühl, M.; Fowler, P.; Seifert, G. Chem. Phys. Lett. 2000, 316, 373-380
29. Sternberg, M.; Frauenheim, T.; Zimmermann-Edling, W.; Busmann, H.-G. Surf. Sci. 1997, 370, 232-244
30. Haugk, M.; Elsner, J.; Frauenheim, T.; Staab, T.; Latham, C.; Jones, R.; Leipner, H.; Heine, T.; Seifert, G.; Sternberg, M. Phys. Status Solidi B 2000, 217, 473-511
31. Fowler, P. W.; Heine, T.; Zerbetto, F. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 9625-9629
32. Heine, T.; Zerbetto, F. Chem. Phys. Lett. 2002, 358, 359-367
33. Elstner, M.; Porezag, D.; Jungnickel, G.; Elsner, J.; Haugk, M.; Frauenheim, T.; Suhai, S.; Seifert, G. Phys. Rev. B 1998, 58, 7260-7268
34. Liu, H.; Elstner, M.; Kaxiras, E.; Frauenheim, T.; Hermans, J.; Yang, W. Proteins 2001, 44, 484-9
35. Sugihara, M.; Buss, V.; Entel, P.; Elstner, M.; Frauenheim, T. Biochemistry 2002, 41, 15259-15266
36. Niehaus, T.; Suhai, S.; Della Sala, F.; Lugli, P.; Elstner, M.; Seifert, G.; Frauenheim, T. Phys. Rev. B 2001, 63, 085108
37. Frauenheim, T.; Seifert, G.; Elstner, M.; Niehaus, T.; Köhler, C.; Amkreutz, M.; Sternberg, M.; Hajnal, Z.; Carlo, A. D.; Suhai, S. J. Phys.: Condens. Matter 2002, 14, 3015-3047
38. Frenzel, J.; Joswig, J.-O.; Seifert, G. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 10761-10770
39. Abdali, S.; Niehaus, T. A.; Jalkanen, K. J.; Cao, X.; Nafie, L. A.; Frauenheim, T.; Suhai, S.; Bohr, H. Phys. Chem. Chem. Phys. 2003, 5, 1295-1300
40. Witek, H. A.; Irle, S.; Zheng, G.; de Jong, W. A.; Morokuma, K. J. Chem. Phys. 2006, 125, 214706
41. Li, W.; Irle, S.; Witek, H. A. ACS Nano 2010, 4, 4475-86
42. Elstner, M.; Hobza, P.; Frauenheim, T.; Suhai, S.; Kaxiras, E. J. Chem. Phys. 2001, 114, 5149
43. Zhechkov, L.; Heine, T.; Patchkovskii, S.; Seifert, G.; Duarte, H. A. J. Chem. Theory Comput. 2005, 1, 841-847
44. Köhler, C.; Seifert, G.; Frauenheim, T. Chem. Phys. 2005, 309, 23-31
45. Sanna, S.; Hourahine, B.; Gallauner, T.; Frauenheim, T. J. Phys. Chem. A 2007, 111, 5665-70
46. Hourahine, B.; Sanna, S.; Aradi, B.; Köhler, C.; Niehaus, T.; Frauenheim, T. J. Phys. Chem. A 2007, 111, 5671-7
47. Gaus, M.; Cui, Q.; Elstner, M. J. Chem. Theory Comput. 2011, 7, 931-948
48. Gaus, M.; Goez, A.; Elstner, M. J. Chem. Theory Comput. 2013, 9, 338-354
49. Guimarães, L.; Pinto, Y. N.; Lourenço, M. P.; Duarte, H. A. Phys. Chem. Chem. Phys. 2013, 15, 4303-9
50. Guimarães, L.; Enyashin, A. N.; Frenzel, J.; Heine, T.; Duarte, H. A.; Seifert, G. ACS Nano 2007, 1, 362-8
51. Frenzel, J.; Oliveira, A. F.; Duarte, H. A.; Heine, T.; Seifert, G. Z. Anorg. Allg. Chem. 2005, 631, 1267-1271
52. Vörös, M.; Gali, A.; Kaxiras, E.; Frauenheim, T.; Knaup, J. M. Phys. Status Solidi B 2012, 249, 360-367
53. Saha, S.; Pal, S.; Sarkar, P.; Rosa, A. L.; Frauenheim, T. J. Comput. Chem. 2012, 33, 1165-1178
54. Dolgonos, G.; Aradi, B.; Moreira, N. H.; Frauenheim, T. J. Chem. Theory Comput. 2010, 6, 266-278
55. Sarkar, S.; Pal, S.; Sarkar, P.; Rosa, A. L.; Frauenheim, T. J. Chem. Theory Comput. 2011, 7, 2262-2276
56. Kuc, A.; Enyashin, A.; Seifert, G. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 8179-86
57. Lukose, B.; Supronowicz, B.; St. Petkov, P.; Frenzel, J.; Kuc, A. B.; Seifert, G.; Vayssilov, G. N.; Heine, T. Phys. Status Solidi B 2012, 249, 335-342
58. Liu, J.; Lukose, B.; Shekhah, O.; Arslan, H. K.; Weidler, P.; Gliemann, H.; Bräse, S.; Grosjean, S.; Godt, A.; Feng, X.; Müllen, K.; Magdau, I.-B.; Heine, T.; Wöll, C. Sci. Rep. 2012, 2, 921
59. Ding, X.; Chen, L.; Honsho, Y.; Feng, X.; Saengsawang, O.; Guo, J.; Saeki, A.; Seki, S.; Irle, S.; Nagase, S.; Parasuk, V.; Jiang, D. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 14510-14513
60. Kandambeth, S.; Mallick, A.; Lukose, B.; Mane, M. V.; Heine, T.; Banerjee, R. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 19524-7
61. Lukose, B.; Kuc, A.; Heine, T. J. Mol. Model. 2013, 19, 2143-8
62. Chen, X.; Addicoat, M.; Irle, S.; Nagai, A.; Jiang, D. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 546-549
63. Biswal, B. P.; Chandra, S.; Kandambeth, S.; Lukose, B.; Heine, T.; Banerjee, R. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 5328-31
64. Nishimoto, Y.; Wang, Z.; Morokuma, K.; Irle, S. Phys. Status Solidi B 2012, 249, 324-334
65. Zheng, G.; Irle, S.; Morokuma, K. Chem. Phys. Lett. 2005, 412, 210-216
66. Page, A. J.; Chou, C.-P.; Pham, B. Q.; Witek, H. A.; Irle, S.; Morokuma, K. Phys. Chem. Chem. Phys. 2013, 15, 3725-35
67. Elstner, M. Theor. Chem. Acc. 2005, 116, 316-325
68. Hou, G.; Zhu, X.; Elstner, M.; Cui, Q. J. Chem. Theory Comput. 2012, 8, 4293-4304
69. Woiczikowski, P. B.; Kubar, T.; Gutiérrez, R.; Cuniberti, G.; Elstner, M. J. Chem. Phys. 2010, 133, 035103
70. Frähmcke, J. S.; Wanko, M.; Elstner, M. J. Phys. Chem. B 2012, 116, 3313-21
71. Goyal, P.; Ghosh, N.; Phatak, P.; Clemens, M.; Gaus, M.; Elstner, M.; Cui, Q. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 14981-97
72. Seifert, G.; Joswig, J.-O. WIREs Comput. Mol. Sci. 2012, 2, 456-465
73. Oliveira, A. F.; Seifert, G.; Heine, T.; Duarte, H. a. J. Braz. Chem. Soc. 2009, 20, 1193-1205
74. Elstner, M.; Frauenheim, T.; McKelvey, J.; Seifert, G. J. Phys. Chem. A 2007, 111, 5607-5608
75. Knaup, J. M.; Hourahine, B.; Frauenheim, T. J. Phys. Chem. A 2007, 111, 5637-41
76. Gaus, M.; Chou, C.-P.; Witek, H.; Elstner, M. J. Phys. Chem. A 2009, 113, 11866-81
77. Bodrog, Z.; Aradi, B.; Frauenheim, T. J. Chem. Theory Comput. 2011, 7, 2654-2664
78. Eschrig, H.; Bergert, I. Phys. Status Solidi B 1978, 90, 621-628
79. Eschrig, H. Optimized LCAO Method and the Electronic Structure of Extended Systems; Springer: Berlin, 1989.
80. Nishimura, Y. Development of the Density-Functional Tight-Binding Method and Its Application in Computational Nanomaterial Science. Ph.D. Thesis, Nagoya University, Japan, 2013.
81. Irle, S. personal communication.
82. Mirtschink, A. Berechnungen von Bindungsenergien zweiatomiger Moleküle der Elemente der ersten und zweiten Periode im Rahmen der DFTB-Methode. M.Sc. Thesis, University of Technology Dresden, Germany, 2009.
83. te Velde, G.; Baerends, E. J. Phys. Rev. B 1991, 44, 7888-7903
84. Philipsen, P. H. T.; te Velde, G.; Baerends, E. J.; Berger, J. A.; de Boeij, P. L.; Franchini, M.; Groeneveld, J. A.; Kadantsev, E. S.; Klooster, R.; Kootstra, F.; Romaniello, P.; Skachkov, D. G.; Snijders, J. G.; Wiesenekker, G.; Ziegler, T. BAND2013, Scientific Computing & Modeling, 2013. http://www.scm.com.
85. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865-3868
86. van Lenthe, E.; Ehlers, A.; Baerends, E.-J. J. Chem. Phys. 1999, 110, 8943
87. Wiesenekker, G.; Baerends, E. J. J. Phys.: Condens. Matter 1991, 3, 6721-6742
88. Borini, S.; Philipsen, P.; Yakovlev, A.; McCormack, D.; Patchkovskii, S.; Heine, T. ADF DFTB, Scientific Computing & Modeling, 2013. http://www.scm.com.
89. Herman, F.; Skillman, S. Atomic Structure Calculations; Prentice-Hall, Inc., Englewood Cliffs, NJ, 1963.
90. Kaschner, R.; Frauenheim, T. J. Comput.-Aided Mater. Des. 1997, 4, 53-62
91. Niehaus, T. J. Mol. Struc.: THEOCHEM 2001, 541, 185-194
92. Zheng, G.; Witek, H. A.; Bobadova-Parvanova, P.; Irle, S.; Musaev, D. G.; Prabhakar, R.; Morokuma, K.; Lundberg, M.; Elstner, M.; Köhler, C.; Frauenheim, T. J. Chem. Theory Comput. 2007, 3, 1349-1367
93. Witek, H. A.; Köhler, C.; Frauenheim, T.; Morokuma, K.; Elstner, M. J. Phys. Chem. A 2007, 111, 5712-9
94. Junquera, J.; Paz, O.; Sánchez-Portal, D.; Artacho, E. Phys. Rev. B 2001, 64, 235111
95. Cordero, B.; Gómez, V.; Platero-Prats, A. E.; Revés, M.; Echeverra, J.; Cremades, E.; Barragán, F.; Alvarez, S. Dalton Trans. 2008, 2832-8
96. Frenzel, J.; Oliveira, A. F.; Jardillier, N.; Heine, T.; Seifert, G. Semi-Relativistic, Self-Consistent Charge Slater-Koster Tables for Density-Functional Based Tight-Binding (DFTB) for Materials Science Simulations. http://www.dftb.org/parameters/download/matsci/matsci-0-3.
97. DFTB Web site. http://www.dftb.org.
98. Ceperley, D. M.; Alder, B. J. Phys. Rev. Lett. 1980, 45, 566-569
99. Ghorbani-Asl, M.; Borini, S.; Kuc, A.; Heine, T. Phys. Rev. B 2013, 87, 235434
100. Ghorbani-Asl, M.; Zibouche, N.; Wahiduzzaman, M.; Oliveira, A. F.; Kuc, A.; Heine, T. Sci. Rep. 2013, submitted