Development and application of explicitly-correlated coupled-cluster methods for nonlinear optical properties and excited states

今天，耦合团簇响应理论是一种用于计算电子激发态以及线性和非线性光学性质的既定方法（从第一原理）。对于频率相关的（磁）光学性质，耦合团簇响应模型是唯一普遍适用的方法，产生的精度为百分之几的manyelectron系统。然而，耦合团簇计算的一个严重缺点是相对于单电子基组的计算性能的精度收敛缓慢。因此，需要大的基组。幸运的是，通过将耦合团簇（CC）理论与R12方法相结合，得到显关联的CC-R12方法，可以大大提高收敛性。本项目的目标是开发和实现一个显式相关的CC-R12响应理论，这将开辟方法来计算频率依赖的第一和第二超极化率和其他磁光性质的分子比以前可以研究的分子大得多（因为基组可以保持小与R12 Anchor）和更高的精度（接近实验）。 耦合簇反词理论是一种新的确定第一原理的方法，用于电子的线性和非线性光学特征。Für frequenzabhängige（magneto-）optische Eigenschaften sind Coupled-Cluster-Antwortmodelle die einzigen allgemein anwendbaren Methoden mit denen für Mehkronensysteme eine Genauigkeit von wenigen Prozent Fehlern韦韦尔登能证明。耦合谐振器的一个重要方面是利用一个电子基片来实现对被测特征的精确识别。韦尔登看起来很棒。当耦合簇理论与R12-Anchor方法结合起来解释CC-R12方法时，这种解释可以用韦尔登来解释。该项目的开发和实施是对CC-R12-Antworttheorie的一种解释，它的频率是第一次和第二次超极化，磁光特性是德国大分子的特性（通过R12-Anchorkleiner Basissätze进行测试），而且它的频率比其他磁光特性更好。

Today, coupled-cluster response theory is an established method for the calculation (from first principles) of electronically excited states and linear and nonlinear optical properties. For frequency-dependent (magneto-)optical properties, coupledcluster response models are the only generally applicable methods that yield an accuracy of a few percent for manyelectron systems. However, a serious drawback of coupledcluster calculations is the slow convergence of the accuracy of the calculated properties with respect to the one-electron basis set. Large basis sets are therefore needed. Fortunately, the convergence can be improved considerably by combining the coupled-cluster (CC) theory with the R12 Ansatz to obtain explicitly-correlated CC-R12 methods. It is the goal of the present project to develop and implement an explicitlycorrelated CC-R12 response theory, which will open ways to compute frequency-dependent first and second hyperpolarizabilities and other magneto-optical properties for molecules much larger than those that could be studied before (since basis sets can be kept small with the R12 Ansatz) and with much higher accuracy (close to experimental). Coupled-Cluster-Antworttheorie ist heute eine etablierte first-principles-Methode zur Berechnung von elektronisch angeregten Zuständen und linearen und nichtlinearen optischen Eigenschaften. Für frequenzabhängige (magneto-)optische Eigenschaften sind Coupled-Cluster-Antwortmodelle die einzigen allgemein anwendbaren Methoden mit denen für Mehrelektronensysteme eine Genauigkeit von wenigen Prozent Fehlern erreicht werden kann. Ein gravierender Nachteil von Coupled-ClusterRechnungen ist jedoch die langsame Konvergenz der für die berechneten Eigenschaften erreichten Genauigkeit mit dem Einelektronen-Basissatz. Deshalb werden sehr große Basissätze benötigt. Glücklicherweise kann diese Konvergenz erheblich verbessert werden, wenn die Coupled-Cluster-Theorie mit dem R12-Ansatz zu explizit korrelierten CC-R12-Methoden kombiniert wird. Das Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung und Implementierung einer explizit korrelierten CC-R12-Antworttheorie, um frequenzabhängige erste und zweite Hyperpolarisierbarkeiten und andere magneto-optische Eigenschaften von deutlich größeren Molekülen (da mit dem R12-Ansatz kleiner Basissätze verwenden werden können) und mit sehr viel besserer Genauigkeit berechnen zu können, als dies bislang möglich ist.