Entwicklung einer lokalen Coupled Cluster Linear Responsemethode zur Berechnung von molekularen Eigenschaften elektronisch angeregter Zustände von großen Molekülen

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In den vergangenen zehn Jahren ist es gelungen, neuartige lokale ab initio Verfahren zu entwickeln, die aufgrund ihres niedrigen Skalierungsverhaltens bezüglich Rechenaufwand Elektronenstrukturrechnungen auf hohem Korrelationsniveau (Coupled Cluster, CC) auch an großen Molekülen ermöglichen. Allerdings sind diese Methoden bislang auf ’closed shell’ Konfigurationen im elektronischen Grundzustand beschränkt. Im Rahmen des beantragten Projekts sollen nun, auf Grundlage von zeitabhängiger CC Theorie (CC Response Theorie), lokale Methoden zur Berechnung molekularer Eigenschaften elektronisch angeregter Zuständen entwickelt werden. Als CC Modell wird CC2 verwendet. Lokale Näherungen werden ausschließlich für Zweifachsubstitutionen eingeführt, was zu einer substantiellen Reduktion des Rechenaufwandes sowohl in den Grundzustands-, wie auch in den Linear Response Rechnungen führen wird. Als Vorarbeit wurde bereits ein sehr effizientes lokales CC2 Linear Response Programm entwickelt, mit dem elektronische Anregungsenergien von Molekülen mit weit über hundert Atomen in einer double-zeta Basis berechnet werden können. Dieses Programm soll nun auf Übergangsmomente und Eigenschaften 1.Ordnung ( wie etwa das Dipolmoment) des angeregten Zustands erweitert werden (was deutlich aufwendiger ist). Das eigentliche Ziel, das danach in einem zweiten Schritt erreicht werden soll, sind analytische Energiegradienten bezüglich der Kernkoordinaten, was Geometrieoptimierungen von Molekülen in elektronisch angeregten Zuständen ermöglichen wird.