Charge-Transfer Versus Charge-Transfer-Like Excitations Revisited

Journal of Chemical Theory and Computation

Volumn 11, Issue 7, 2015, Pages 3305-3320

  Moore, Barry ^a   Sun, Haitao ^a,b   Govind, Niranjan ^c   Kowalski, Karol ^c   Autschbach, Jochen ^a  

^a UNIVERSITY AT BUFFALO   (United States)

^b EAST CHINA NORMAL UNIVERSITY   (China)

^c PACIFIC NORTHWEST NATIONAL LABORATORY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 84946779585     PISSN: 15499618     EISSN: 15499626     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/acs.jctc.5b00335     Document Type: Article

References (92)

1. Casida, M. E.; Gutierrez, F.; Guan, J.; Gadea, F.-X.; Salahub, D. R.; Daudey, J.-P. J. Chem. Phys. 2000, 113, 7062-7071
2. Peach, M. J. G.; Benfield, P.; Helgaker, T.; Tozer, D. J. J. Chem. Phys. 2008, 128, 044118-8
3. Kuritz, N.; Stein, T.; Baer, R.; Kronik, L. J. Chem. Theory Comput. 2011, 7, 2408-2415
4. Guido, C. A.; Cortona, P.; Mennucci, B.; Adamo, C. J. Chem. Theory Comput. 2013, 9, 3118-3126
5. Etienne, T.; Assfeld, X.; Monari, A. J. Chem. Theory Comput. 2014, 10, 3896-3905
6. Etienne, T.; Assfeld, X.; Monari, A. J. Chem. Theory Comput. 2014, 10, 3906-3914
7. Cohen, A. J.; Mori-Sánchez, P.; Yang, W. Science 2008, 321, 792-794
8. Elliott, P.; Furche, F.; Burke, K. Excited States from Time-Dependent Density Functional Theory. In Reviews in Computational Chemistry; Lipkowitz, K. B.; Cundari, T. R., Eds.; John Wiley & Sons, Inc.: Hoboken, NJ, 2009; pp 91-165.
9. Dreuw, A.; Weisman, J. L.; Head-Gordon, M. J. Chem. Phys. 2003, 119, 2943-2946
10. Stein, T.; Kronik, L.; Baer, R. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 2818-2820
11. Autschbach, J. ChemPhysChem 2009, 10, 1757-1760
12. Dreuw, A.; Fleming, G. R.; Head-Gordon, M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2003, 5, 3247-3256
13. Dreuw, A.; Head-Gordon, M. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 4007-4016
14. Neugebauer, J.; Gritsenko, O.; Baerends, E. J. J. Chem. Phys. 2006, 124, 214102-11
15. Ziegler, T.; Seth, M.; Krykunov, M.; Autschbach, J.; Wang, F. J. Mol. Struct. (special TDDFT issue of THEOCHEM) 2009, 914, 106-109
16. Rudolph, M.; Ziegler, T.; Autschbach, J. Chem. Phys. 2011, 391, 92-100
17. Fabian, J. Theor. Chem. Acc. 2001, 106, 199-217
18. Richard, R. M.; Herbert, J. M. J. Chem. Theory Comput. 2011, 7, 1296-1306
19. Grimme, S.; Parac, M. ChemPhysChem 2003, 5, 292-295
20. Lopata, K.; Reslan, R.; Kowalska, M.; Neuhauser, D.; Govind, N.; Kowalski, K. J. Chem. Theory Comput. 2011, 7, 3686-3693
21. Wong, B. M.; Hsieh, T. H. J. Chem. Theory Comput. 2010, 6, 3704-3712
22. Goerigk, L.; Grimme, S. J. Chem. Theory Comput. 2011, 7, 3272-3277
23. Arulmozhiraja, S.; Coote, M. L. J. Chem. Theory Comput. 2012, 8, 575-584
24. Krykunov, M.; Grimme, S.; Ziegler, T. J. Chem. Theory Comput. 2012, 8, 4434-4440
25. Yanai, T.; Tew, D. P.; Handy, N. C. Chem. Phys. Lett. 2004, 393, 51-57
26. Kronik, L.; Stein, T.; Refaely-Abramson, S.; Baer, R. J. Chem. Theory Comput. 2012, 8, 1515-1531
27. Baer, R.; Livshits, E.; Salzner, U. Annu. Rev. Phys. Chem. 2010, 61, 85-109
28. Srebro, M.; Autschbach, J. J. Phys. Chem. Lett. 2012, 3, 576-581
29. Jacquemin, D.; Moore, B. II.; Planchat, A.; Adamo, C.; Autschbach, J. J. Chem. Theory Comput. 2014, 10, 1677-1685
30. Sun, H.; Autschbach, J. J. Chem. Theory Comput. 2014, 10, 1035-1047
31. Refaely-Abramson, S.; Sharifzadeh, S.; Govind, N.; Autschbach, J.; Neaton, J. B.; Baer, R.; Kronik, L. Phys. Rev. Lett. 2012, 109, 226405-5
32. Stein, T.; Autschbach, J.; Govind, N.; Kronik, L.; Baer, R. J. Phys. Chem. Lett. 2012, 3, 3740-3744
33. Sun, H.; Autschbach, J. ChemPhysChem 2013, 14, 2450-2461
34. Moore, B. II.; Autschbach, J. J. Chem. Theory Comput. 2013, 9, 4991-5003
35. Geertsen, J.; Rittby, M.; Bartlett, R. Chem. Phys. Lett. 1989, 164, 57-62
36. Comeau, D.; Bartlett, R. Chem. Phys. Lett. 1993, 207, 414-423
37. Stanton, J. F.; Bartlett, R. J. J. Chem. Phys. 1993, 98, 7029-7039
38. Kowalski, K.; Piecuch, P. Chem. Phys. Lett. 2001, 347, 237-246
39. Hirata, S. J. Chem. Phys. 2004, 121, 51-59
40. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Scalmani, G.; Barone, V.; Mennucci, B.; Petersson, G. A.; Nakatsuji, H.; Caricato, M.; Li, X.; Hratchian, H. P.; Izmaylov, A. F.; Bloino, J.; Zheng, G.; Sonnenberg, J. L.; Hada, M.; Ehara, M.; Toyota, K.; Fukuda, R.; Hasegawa, J.; Ishida, M.; Nakajima, T.; Honda, Y.; Kitao, O.; Nakai, H.; Vreven, T.; Montgomery, J. A., Jr.; Peralta, J. E.; Ogliaro, F.; Bearpark, M.; Heyd, J. J.; Brothers, E.; Kudin, K. N.; Staroverov, V. N.; Kobayashi, R.; Normand, J.; Raghavachari, K.; Rendell, A.; Burant, J. C.; Iyengar, S. S.; Tomasi, J.; Cossi, M.; Rega, N.; Millam, J. M.; Klene, M.; Knox, J. E.; Cross, J. B.; Bakken, V.; Adamo, C.; Jaramillo, J.; Gomperts, R.; Stratmann, R. E.; Yazyev, O.; Austin, A. J.; Cammi, R.; Pomelli, C.; Ochterski, J. W.; Martin, R. L.; Morokuma, K.; Zakrzewski, V. G.; Voth, G. A.; Salvador, P.; Dannenberg, J. J.; Dapprich, S.; Daniels, A. D.; Farkas, O.; Foresman, J. B.; Ortiz, J. V.; Cioslowski, J.; Fox, D. J. Gaussian 09, Revision A.02; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2009. http://www.gaussian.com/. Accessed 05/2015.
41. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648-5652
42. Lee, C.; Yang, W.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37, 785-789
43. Dunning, T. H., Jr. J. Chem. Phys. 1989, 90, 1007
44. Hariharan, P. C.; Pople, J. A. Theor. Chim. Acta 1973, 28, 213
45. Francl, M. M.; Pietro, W. J.; Hehre, W. J.; Binkley, J. S.; Gordon, M. S.; Defrees, D. J.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1982, 77, 3654-3665
46. Kowalski, K.; Piecuch, P. J. Chem. Phys. 2004, 120, 1715-1738
47. Weigend, F.; Ahlrichs, R. Phys. Chem. Chem. Phys. 2005, 7, 3295-3305
48. Schuchardt, K. L.; Didier, B. T.; Elsethagen, T.; Sun, L.; Gurumoorthi, V.; Chase, J.; Li, J.; Windus, T. L. J. Chem. Inf. Model. 2007, 47, 1045-1052
49. Valiev, M.; Bylaska, E. J.; Govind, N.; Kowalski, K.; Straatsma, T. P.; Dam, H. J. J. V.; Wang, D.; Nieplocha, J.; Apra, E.; Windus, T. L.; de Jong, W. A. Comput. Phys. Commun. 2010, 181, 1477-1489
50. Bylaska, E. J.; de Jong, W. A.; Govind, N.; Kowalski, K.; Straatsma, T. P.; Valiev, M.; van Dam, J. J.; Wang, D.; Apra, E.; Windus, T. L.; Hammond, J.; Autschbach, J.; Aquino, F.; Nichols, P.; Hirata, S.; Hackler, M. T.; Zhao, Y.; Fan, P.-D.; Harrison, R. J.; Dupuis, M.; Smith, D. M. A.; Glaesemann, K.; Nieplocha, J.; Tipparaju, V.; Krishnan, M.; Vazquez-Mayagoitia, A.; Jensen, L.; Swart, M.; Wu, Q.; van Voorhis, T.; Auer, A. A.; Nooijen, M.; Crosby, L. D.; Brown, E.; Cisneros, G.; Fann, G. I.; Fruchtl, H.; Garza, J.; Hirao, K.; Kendall, R.; Nichols, J. A.; 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.; Pollack, L.; 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 6 (2012 developer's version); Pacific Northwest National Laboratory: Richland, WA, 2012.
51. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1998, 80, 891
52. Srebro, M.; Autschbach, J. J. Chem. Theory Comput. 2012, 8, 245-256
53. Clark, T.; Chandrasekhar, J.; Spitznagel, G. W.; v.R. Schleyer, P. J. Comput. Chem. 1983, 4, 294-301
54. Levy, M.; Perdew, J. P.; Sahni, V. Phys. Rev. A 1984, 30, 2745-2748
55. Livshits, E.; Baer, R. Phys. Chem. Chem. Phys. 2007, 9, 2932-2941
56. Karolewski, A.; Kronik, L.; Kümmel, S. J. Chem. Phys. 2013, 138, 204115-11
57. Tamblyn, I.; Refaely-Abramson, S.; Neaton, J. B.; Kronik, L. J. Phys. Chem. Lett. 2014, 5, 2734-2741
58. Autschbach, J.; Srebro, M. Acc. Chem. Res. 2014, 47, 2592-2602
59. Silverstein, D. W.; Govind, N.; van Dam, H. J. J.; Jensen, L. J. Chem. Theory Comput. 2013, 9, 5490-5503
60. Aquilante, F.; De Vico, L.; Ferré, N.; Ghigo, G.; Malmqvist, P.; Neogrády, P.; Pedersen, T. B.; Pitoňák, M.; Reiher, M.; Roos, B. O.; Serrano-Andrés, L.; Urban, M.; Veryazov, V.; Lindh, R. J. Comput. Chem. 2010, 31, 224-247
61. Baerends, E. J.; Ziegler, T.; Autschbach, J.; Bashford, D.; Bérces, A.; Bickelhaupt, F. M.; Bo, C.; Boerrigter, P. M.; Cavallo, L.; Chong, D. P.; Deng, L.; Dickson, R. M.; Ellis, D. E.; van Faassen, M.; Fan, L.; Fischer, T. H.; Fonseca Guerra, C.; Ghysels, A.; Giammona, A.; van Gisbergen, S. J. A.; Götz, A. W.; Groeneveld, J. A.; Gritsenko, O. V.; Grüning, M.; Gusarov, S.; Harris, F. E.; van den Hoek, P.; Jacob, C. R.; Jacobsen, H.; Jensen, L.; Kaminski, J. W.; van Kessel, G.; Kootstra, F.; Kovalenko, A.; Krykunov, M. V.; van Lenthe, E.; McCormack, D. A.; Michalak, A.; Mitoraj, M.; Neugebauer, J.; Nicu, V. P.; Noodleman, L.; Osinga, V. P.; Patchkovskii, S.; Philipsen, P. H. T.; Post, D.; Pye, C. C.; Ravenek, W.; Rodríguez, J. I.; Ros, P.; Schipper, P. R. T.; Schreckenbach, G.; Seldenthuis, J. S.; Seth, M.; Snijders, J. G.; Solà, M.; Swart, M.; Swerhone, D.; te Velde, G.; Vernooijs, P.; Versluis, L.; Visscher, L.; Visser, O.; Wang, F.; Wesolowski, T. A.; van Wezenbeek, E. M.; Wiesenekker, G.; Wolff, S. K.; Woo, T. K.; Yakovlev, A. L. Amsterdam Density Functional, SCM; Vrije Universiteit: Amsterdam, The Netherlands, URL http://www.scm.com. Accessed 05/15.
62. Vosko, S. H.; Wilk, L.; Nusair, M. Can. J. Phys. 1980, 58, 1200-1211
63. Gritsenko, O.; Baerends, E. J. J. Chem. Phys. 2004, 121, 655-660
64. Kronik, L.; Stein, T.; Refaely-Abramson, S.; Baer, R. J. Chem. Theory Comput. 2012, 8, 1515-1531
65. Tawada, Y.; Tsuneda, T.; Yanagisawa, S.; Yanai, T.; Hirao, K. J. Chem. Phys. 2004, 120, 8425-8433
66. Lange, A. W.; Rohrdanz, M. A.; Herbert, J. M. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 6304-6308
67. Wang, Y.; Wu, G. Int. J. Quantum Chem. 2008, 108, 430-439
68. Serrano-Andrés, L.; Merchán, M.; Nebot-Gil, I.; Lindh, R.; Roos, B. O. J. Chem. Phys. 1993, 98, 3151-3162
69. Wiberg, K. B.; de Oliveira, A. E.; Trucks, G. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 4192-4199
70. Send, R.; Valsson, O.; Filippi, C. J. Chem. Theory Comput. 2011, 7, 444-455
71. Le Guennic, B.; Jacquemin, D. Acc. Chem. Res. 2015, 48, 530-537
72. Perkampus, H. UV-Vis Atlas of Organic Compounds; VCH: Weinheim, Germany, 1992; p 705.
73. Falden, H. H.; Falster-Hansen, K. R.; Bak, K. L.; Rettrup, S.; Sauer, S. P. A. J. Phys. Chem. A 2009, 113, 11995-12012
74. Bulliard, C.; Allan, M.; Wirtz, G.; Haselbach, E.; Zachariasse, K. A.; Detzer, N.; Grimme, S. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 7766-7772
75. Schreiber, M.; Buß, V.; Fülscher, M. P. Phys. Chem. Chem. Phys. 2001, 3, 3906-3912
76. Champagne, B.; Guillaume, M.; Zutterman, F. Chem. Phys. Lett. 2006, 425, 105-109
77. Grimme, S.; Neese, F. J. Chem. Phys. 2007, 127, 154116
78. Jacquemin, D.; Zhao, Y.; Valero, R.; Adamo, C.; Ciofini, I.; Truhlar, D. G. J. Chem. Theory Comput. 2012, 8, 1255-1259
79. Fabian, J. Dyes Pigm. 2010, 84, 36-53
80. Filatov, M.; Huix-Rotllant, M. J. Chem. Phys. 2014, 141, 024112
81. Boulanger, P.; Chibani, S.; Le Guennic, B.; Duchemin, I.; Blase, X.; Jacquemin, D. J. Chem. Theory Comput. 2014, 10, 4548-4556
82. Zhekova, H.; Krykunov, M.; Autschbach, J.; Ziegler, T. J. Chem. Theory Comput. 2014, 10, 3299-3307
83. Masunov, A. E. Int. J. Quantum Chem. 2010, 110, 3095-3100
84. Rosa, A.; Ricciardi, G.; Gritsenko, O.; Baerends, E. J. Excitation energies of metal complexes with time-dependent density functional theory. In Principles and Applications of Density Functional Theory in Inorganic Chemistry I; Kaltsoyannis, N.; McGrady, J. E., Eds.; Springer: Heidelberg, Germany, 2004; Vol. 112, pp 49-115.
85. Ziegler, T. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 2002, 642-652
86. Peach, M. J. G.; Williamson, M. J.; Tozer, D. J. J. Chem. Theory Comput. 2011, 7, 3578-3585
87. Peach, M. J. G.; Tozer, D. J. J. Phys. Chem. A 2012, 116, 9783-9789
88. Sears, J. S.; Koerzdoerfer, T.; Zhang, C.-R.; Bredas, J.-L. J. Chem. Phys. 2011, 135, 151103
89. Hieringer, W.; Görling, A. Chem. Phys. Lett. 2006, 419, 557-562
90. Phillips, H.; Geva, E.; Dunietz, B. D. J. Chem. Theory Comput. 2012, 8, 2661-2668
91. Moore, B., II; Autschbach, J. ChemistryOpen 2012, 1, 184-194
92. kundrat, M. D.; Autschbach, J. J. Chem. Theory Comput. 2008, 4, 1902-1914