Combined Theoretical and Experimental Investigation of the UV-Vis and CD Spectra of Chlorophyll Derivatives
Final Report Abstract
Der Einsatz von wellenfunktionsbasierten ab initio-Methoden zur Berechnung von UV/VIS-Spektren war bis vor kurzem für Moleküle mit mehr als etwa 50 Atomen aufgrund eines enormen Rechenaufwandes und technischer Begrenzungen der Programme nicht möglich. Im Rahmen dieses Projektes haben wir das in unserer Arbeitsgruppe entwickelte RI-CC2-Programm effizient parallelisiert und technisch verbessert, so dass es heute auf PC-Clustem mit Standard-Hardware routinemäßig für Moleküle mit 100 Atomen eingesetzt werden kann. Dadurch war es erstmals möglich Coupled-Cluster-Response-Theorie für die Berechnung der Spektren mehrere Chlorophyll-Derivate einzusetzen und den Einfluss von Liganden in einer fünften axialen Adsorptionsposition am zentralen Magnesiumatom auf das Adsorptionspektmm von Chlorophyllen zu untersuchen. Die mit mit der Coupled-Cluster-Methode CC2 berechneten Spektren zeigen in Übereinstimmung mit dem Experiment, das dies zu nur geringen Shifts (< 4 nm) der tiefstliegenden Übergänge führt. Eine völlig neue Perspektive für die Zukunft dieser Methodik ergab sich durch die Entwicklung einer Spinkomponenlen-skalierten CC2-Variante, die bei einem ähnlichen schwachem Anstieg der Rechenkosten mit der Molekülgröße wie in zeitabhängigen Dichtefunktionalmethoden (TDDFT) eine Genauigkeit liefert, die bislang nur mit extrem aufwendigen hochkorrelierten Coupled-Cluster-Methoden erreicht werden konnte.
Publications
- „On the nature of the low-lying singlet states of 4-(dimethyl-amino)-benzonitrile", J. Am. Chem. Soc. 126 (2004) 7399-7410
A. Köhn und C. Hättig
- "Beyond Hartree-Fock: MP2 and Coupled-Cluster Methods for Large Systems", in Computational Nanoscience: Do It Yourself!, Ed. J. Grotendorst, S. Blügel, D. Marx, Publication Series of the John von Neumann Institute for Computing (NIC), Vol. 31, 2006, John von Neumann Institute for Computing, Jülich
C. Hättig
- "Distributed memory parallel implementation of energies and gradients for second-order Möller-Plesset perturbation theory with the resolution-of-the-identity approximation", Phys. Chem. Chem. Phys., 8 (2006) 1159-1169
C. Hättig, A. Hellweg, A. Köhn
- "Femtosecond pump/probe photoelectron spectroscopy of isolated C60 negative ions", J. Chem. Phys., 125 (2006) 074311
O. T. Ehrler, J. R Yang, C. Hättig, A.-N. Unterreiner, H. Hippler, M. M. Kappes
- "Microwave and theoretical investigation oft he internal rotation in m-Cresol", J. Chem. Phys. 124 (2006) 204305
A. Hellweg, C. Hättig, I. Merke, W. Stahl
- "N-Succinimidyl-bithiophene: comparison between coupled-cluster, TD-DFT calculations and experiments and the effects of the binding biomolecules", J. Phys. Chem. B, 110(2006)18651-18660
E. Fabiano, F. Delia Sala, S. Lattante, M. Anni, G. Sotgui, G. Barbarella, C. Hättig, R. Cingolani, G. Gigli
- ,,Intramolecular Charge-Transfer Mechanism in Quinolidines: The Role of the Amino-Twist Angle", J. Am. Chem. Soc, 128 (2006) 15672-15682
C. Hättig, A. Hellweg, A. Köhn
- „On the internal rotations in p-cresol in its ground and first electronically excited states", J. Chem. Phys., 127 (2007)024307
A. Hellweg, C. Hättig
- „Optimized accurate auxiliary basis sets for RI-MP2 and RI-CC2 calculations for the atoms Rb to Rn", Theo. Chem. Acc, 117 (2007) 587-597
A. Hellweg, C. Hättig, S. Hofener, W. Klopper
- "Benchmarking the performance of spin-component scaled CC2 in ground and electronically excited states", Phys. Chem. Chem. Phys., 10 (2008) 4119-4127
A. Hellweg, S. Grün, C. Hättig
