Symmetrization of Localized Molecular Orbitals
本文提出检测并精确施加定域分子轨道近似对称性的酉优化算法，可将轨道压缩为最少的对称唯一轨道，并显著推进局域相关方法中的点群对称性利用。
2023-04-25 physics.chem-ph
Multilevel CC2 and CCSD in reduced orbital spaces: electronic excitations in large molecular systems
我们提出了有效的实现多级CC 2（MLCC 2）和多级CCSD（MLCCSD）模型。随着系统规模的增加，MLCC 2和MLCCSD表现出较低级别的耦合集群模型的缩放。为了处理大型系统，我们结合MLCC 2和MLCCSD与减少的轨道空间的方法，其中的多级耦合集群计算是在一个显着截断的分子轨道基础上进行。截断方案是基于分子系统的活性区域的选择和随后的本地化Hartree-Fock轨道的建设。这些轨道用于多级耦合簇计算。的电子排斥积分Cholesky分解使用的筛选协议，保证在截断的分子轨道的基础上的准确性。Cholesky因子直接在截断基中构建，确保低存储要求。甚至更大的系统可以通过使用多电平Hartree-Fock参考来处理。用缩减空间的方法，我们可以处理超过一千个原子的系统。这是证明了对硝基苯胺在水溶液中。
2020-11-24 physics.chem-ph
Generalization of intrinsic orbitals to Kramers-paired quaternion spinors, molecular fragments and valence virtual spinors
分子轨道的定域化在化学键（和反键）的表示和平均场近似以外的定域相关处理中具有重要意义。本文推广了内禀原子轨道和成键轨道[G. Knizia，J. Chem. 2013，9，11，4834-4843]涉及使用复数和四元数旋量的相对论应用，以及涉及分子碎片而不是仅原子碎片。通过执行奇异值分解，我们展示了如何本地化价虚轨道可以表示在这个内在的最小基础。我们证明了我们的方法，从简单的情况下，如苯，丙烯酸和二茂铁分子的系统越来越复杂，然后演示使用分子片段和包含相对论效应的复合物含有重元素，如碲，铱和<$。上述方案被实施到与几个不同的量子化学包接口的独立程序中。
2021-02-10 physics.chem-ph
Analytical Gradients for Molecular-Orbital-Based Machine Learning
基于分子轨道的机器学习（MOB-ML）能够以获得分子轨道为代价预测准确的相关能。在这里，我们提出了推导，实施和数值演示的MOB-ML分析核梯度制定在一般的拉格朗日框架，以执行正交性，本地化和布里渊约束的分子轨道。MOB-ML梯度框架对于回归技术是通用的（例如，高斯过程回归或神经网络）和MOB特征设计。我们表明，与ISO 17数据集上的其他ML方法相比，MOB-ML梯度是高度准确的，而与其他ML方法的数十万个分子的能量和梯度相比，MOB-ML梯度仅在数百个分子的能量上进行训练。的MOB-ML梯度也示出，以产生准确的优化结构，在计算成本的梯度评估，是可比的Hartree-Fock理论或混合DFT。
2020-12-16 physics.chem-ph
Semiclassical Real-Time Nuclear-Electronic Orbital Dynamics for Molecular Polaritons: Unified Theory of Electronic and Vibrational Strong Couplings
分子极化激元已经成为一个新兴的平台，远程控制分子的性质，通过强大的光-物质相互作用。在这里，一个半经典的方法来描述分子极化激元的自洽传播的实时动力学的经典腔模式和量子分子子系统所描述的核电子轨道（NEO）的方法，其中电子和指定的核被处理在同一水平上的量子力学。这种半经典实时近地天体方法提供了对电子和振动强耦合的统一描述，并描述了空腔对核-电子耦合动力学的影响，同时包括核量子效应。对于单个邻羟基苯甲醛分子在电子强耦合作用下，该方法表明激发态分子内质子转移的空穴抑制不仅受极化激子势能面的影响，而且受化学反应时间尺度的影响.这一工作为探索光腔中核电子量子动力学系统的集体强耦合提供了基础。
2022-03-09 physics.chem-ph
Tomographic reconstruction of molecular orbitals with twofold mirror antisymmetry: overcoming the nodal plane problem
本文提出了一种基于高次谐波产生的层析重建长度形式的二重镜像反对称分子轨道的新方法，以克服节面问题。结果表明，在旋转实验室坐标系下，利用平行于电子碰撞方向的偶极矩分量进行重建，避免了节面问题，成功地重建了目标轨道。此外，还发现该方法完全避免了传统方法在速度形式下计算结果中出现的附加人工波瓣，从而提供了更可靠的目标轨道再现。
2013-04-18 physics.chem-ph
Laplace-transformed multi-reference second-order perturbation theories in the atomic and active molecular orbital basis
在这篇文章中，我们展示了如何制定部分收缩n电子价二级微扰理论（NEVPT 2）的能量在原子和活性分子轨道的基础上，采用拉普拉斯变换的轨道能量转换器（OED）。由于原子轨道（AO）基函数是固有的本地化和活动轨道的数量是比较小的，我们的配方是特别适合于线性缩放NEVPT 2的实现。NEVPT 2的一些能量贡献可以完全在AO基中表述为单参考二阶Møller-Plesset微扰理论，并受益于稀疏的活性伪密度矩阵-特别是如果活性分子轨道仅局限于分子的一部分。此外，我们表明，对于多参考微扰理论，它是特别具有挑战性的，以找到最佳参数的数值拉普拉斯变换的拟合范围可能会有所不同的8个不同的OED之间的许多数量级。根据基于精度的标准分别选择每个OED的正交点的数量，使我们能够可靠地控制NEVPT 2能量中的误差。
2017-03-21 physics.chem-ph
Patterning molecular scale paramagnets at Au Surface: A root to Magneto-Molecular-Electronics
到目前为止，在分子电子学中利用分子磁性的例子很少。在这里，我们提出了实现自组装单分子膜（SAM）的一个特定的稳定的有机自由基。这个自由基被用作标准分子，以证明被称为ESR-STM的单个自旋读取程序的有效性。我们还讨论了一系列可能的应用，进一步比ESR-STM，简单的纯有机磁性分子的磁性单层。
2004-09-18 physics.chem-ph
Characterization of Excited States in Time-Dependent Density Functional Theory Using Localized Molecular Orbitals
定域分子轨道通常用于化学键的分析，但它们也可以用于有效和全面地计算线性响应特性。虽然传统的正则分子轨道提供了一个足够的基础，治疗的激发态，化学上有意义的识别不同的激发态过程是困难的，在这样的离域轨道的基础。在这项工作中，从一组初始的超分子正则分子轨道，我们提供了一个简单的一步自上而下的嵌入过程中产生的一组轨道是本地化的超分子，但离域的每个子系统组成的超分子。使用这样的定域轨道集的基础上的轨道划分计划，我们进一步提出了一个程序的建设本地激发和电荷转移状态的线性响应框架内的时间依赖密度泛函理论（TDDFT）。这个过程提供了直接访问近似非绝热激发能，并在塔姆-丹可夫近似下，也是他们相应的电子耦合-量，在模拟复杂的生物系统中的能量转移过程中是至关重要的。我们的方法相比，最近开发的糖尿病过程的基础上，子系统TDDFT使用投影算子，这导致一组类似的工作方程。虽然这两种方法在采用的一般本地化策略和所采用的基函数类型（Slaters与Gaussians）上有所不同，但总体上获得了良好的一致性。
2022-12-12 physics.chem-ph
Molecular vibrations-induced quantum beats in two-dimensional electronic spectroscopy
分子聚集体的非线性光谱中的量子拍频通常归因于激子系统的电子现象，而核自由度通常作为负责退相的浴组分的过阻尼振荡被包括在模型中。然而，分子系统耦合到各种高频分子振动，这可能导致光谱拍频与纯电子相干产生的拍频难以区分。本文在线性吸收和二维电子光谱的背景下，讨论了包含阻尼，无阻尼和过阻尼振动模式耦合到电子分子跃迁的模型。不同类型的浴模型的分析演示了如何振动映射到二维光谱和如何相干振动模式的阻尼强度可以从光谱信号中解决。
2012-07-02 physics.chem-ph
Localized orbitals for optimal decomposition of molecular properties
定域轨道对于以化学上有意义的方式建模和解释原子和分子的复杂电子结构是重要的。在这里，我们提出了无参数的程序转换离域分子轨道（正则自洽场轨道，或从一般波函数获得的Lowdin自然轨道）到局域性质优化轨道（LPO），它可以用来建造最精确的（在Frobenius范数意义下）近似的一阶约化密度矩阵的形式的本地化单和双原子的条款之和。通过这种方式，任何单电子分子性质都可以分解为与单个原子和原子对相关的贡献，并且由于柯西-布尼亚科夫斯基-施瓦茨不等式，分解精确度的上限是预先已知的。此外，提出了一种算法，用于获得“化学家的LPOs”（CLPOs）集的局域化轨道包含一个单一的轨道，每对电子，并形成一个理想化的路易斯结构与单电子的性能，这是最接近的性能从原来的多电子波函数。介绍了从量子化学计算结果中构造LPO和CLPO以及它们的原子杂化轨道（分别为AHO和LHO）的计算算法，并讨论了它们在开放源代码的免费程序JANPA（http：//www.example.com）中的实现. janpa.sourceforge.net/建议的轨道定位程序的性能进行评估使用的测试集的密度矩阵的33432小分子在Hartree-Fock和2阶Moller-Plesset理论水平。
2018-04-10 physics.chem-ph
The Molecule Calculator: A web-server for fast quantum mechanics-based estimation of molecular properties
介绍了一种新的网络服务器，称为分子计算器（MolCalc）。入口页面是用于交互式分子构建的分子编辑器（JSmol）。然后，所得到的结构可以用于估计分子性质，例如形成热和其他热力学性质，振动频率和振动模式，以及分子轨道和轨道能量。这些性质是使用GAMESS程序在RHF/STO-3G（轨道和轨道能量）或PM 3理论水平（所有其他性质）上计算的，时间取决于分子的大小。这些结果虽然是近似的，但可以帮助学生发展一种关于分子结构如何影响分子性质的“化学直觉”，而无需手动进行基本计算，这对于除了最简单的化学系统之外的所有系统来说几乎是不可能的任务。
2013-07-12 physics.chem-ph
The Effective Fragment Molecular Orbital Method for Fragments Connected by Covalent Bonds
我们将有效碎片分子轨道方法（EFMO）推广到处理由共价键连接的碎片。EFMO的准确性相比，FMO和传统的从头算方法的多肽，包括蛋白质的电子结构。RHF和MP2的能量误差对于中性多肽在2 kcal/mol以内，对于带电多肽在6 kcal/mol以内，与FMO相似，但获得的速度快2 - 5倍。对于蛋白质，误差也在FMO结果的几kcal/mol范围内。我们为EFMO开发了RHF和MP2梯度。与从头算相比，EFMO优化结构对RHF和MP2的RMSD分别为0.40和0.44 μ m。
2012-06-02 physics.chem-ph
The Quantified NTO Analysis for the Electronic Excitations of Molecular Many-Body Systems
我们发现，分子多体系统的电子跃迁的起源可以通过一个量化的自然跃迁轨道（QNTO）分析和电子激发的整个系统可以映射到一个标准的参考系轨道集。通过研究DNA分子、胸腺嘧啶和胸苷的电子跃迁起源，进一步说明了QNTO在分子体系上的应用。这种QNTO分析也使我们能够评估在时间依赖密度泛函响应理论中使用的各种泛函的性能。
2011-06-29 physics.chem-ph
Electronic Born-Oppenheimer Approximation in Nuclear-Electronic Orbital Dynamics
在核-电子轨道框架内，实时近地天体含时密度泛函理论（RT-NEO-TDDFT）方法能够模拟电子-核耦合动力学。在这种方法中，电子和量子核在时间上以相同的方式传播。传播更快的电子动力学需要一个相对较小的时间步长，从而禁止长时间核量子动力学的模拟。在此，电子玻恩-奥本海默（BO）近似的NEO框架内。在该方法中，电子密度在每个时间步被猝灭到基态，并且实时核量子动力学在由经典核几何和非平衡量子核密度定义的瞬时电子基态上传播。由于电子动力学不再传播，这种近似使得能够使用一个数量级的更大的时间步长，从而大大降低了计算成本。此外，调用电子BO近似也修复了以前半经典RT-NEO-TDDFT模拟振动极化激元中观察到的非物理非对称拉比分裂，即使是小拉比分裂，也会产生稳定的对称拉比分裂。对于丙二醛分子内质子转移，RT-NEO-Escherichfest动力学及其对应的BO动力学模型都能描述实时核量子动力学过程中的质子离域。因此，BO RT-NEO方法为广泛的化学和生物应用奠定了基础。
2023-03-13 physics.chem-ph
Empirical corrections and pair interaction energies in the fragment molecular orbital method
结合Hartree-Fock方法和三个经验修正（HF-3c），得到了FMO的能量和解析梯度。将FMO的辅助基组方法推广到对相互作用能量分解分析。针对包括3种蛋白质的几种典型系统评价FMO准确度。对相互作用能计算与不同的方法在FMO进行了比较的水簇和蛋白质配体复合物。
2018-06-20 physics.chem-ph
Nonadiabatic Dynamics with Constrained Nuclear-Electronic Orbital Theory
本文基于约束核-电子轨道理论提出新的非绝热动力学方法，结合Ehrenfest动力学和面跳跃以同时捕捉非绝热性与量子核离域效应，并在一维质子耦合电子转移模型中验证其优于传统方法。
2025-04-11 physics.chem-ph
Molecular electric moments calculated by using natural orbital functional theory
采用扩展版本的Piris自然轨道泛函6（PNOF 6），使用三重$ζ$高斯基组与Sadlej开发的极化函数，在实验几何形状的分子电偶极子，四极矩和八极矩的一组选定的21个自旋补偿分子。PNOF 6的性能通过对实验的平均绝对误差进行统计分析来确定。计算的PNOF 6电子矩与相应的实验数据符合得令人满意，并与精确的从头计算方法，即耦合团簇单双激发组态相互作用（CCSD）和多参考单双激发组态相互作用（MRSD-CI）方法得到的值吻合得很好.
2016-08-10 physics.chem-ph
Configuration-interaction calculations with density-functional theory molecular orbitals for modeling valence- and core-excited states in molecules
本研究提出CI/DFT方法，利用DFT分子轨道进行组态相互作用计算，以改进分子价激发和核激发态的建模，在强关联但弱多参考体系中优于单参考CI并媲美多参考CI。
2025-09-10 physics.chem-ph
Some implications of the Hartree product treatment of the quantum nuclei in the ab initio Nuclear-electronic orbital methodology
在这封信中的概念和计算的影响哈特里产品类型的核波函数的范围内最近推出的从头算非玻恩-奥本海默核电子轨道（近地天体）的方法被认为是。结果表明，这种波函数可能意味着原子核和电子的伪绝热分离，每个原子核都被看作是量子振子，而电子的有效哈密顿量则是非库仑的。利用变分原理，这一哈密顿量被用来推导出一组修改后的单分量Hartree-Fock方程，这组方程等价于先前在近地天体背景下推导出的多分量版本，并且易于计算实现。
2016-10-04 physics.chem-ph
Long-range Corrected Fragment Molecular Orbital Density-Functional Tight-binding Method for Excited States in Large Molecular Systems
在此，我们提出了一种新的方法来有效地计算电子激发态的大分子组装，由数百个分子。为此，我们结合长程校正紧束缚密度泛函碎片分子轨道方法（FMO-LC-DFTB）与激子哈密顿量，这是在本地激发和电荷转移配置态函数计算嵌入单体和二聚体的基础上构建的，并明确说明所有类型的激子之间的电子耦合。我们首先通过与完整的LC-TD-DFTB方法进行比较来评估我们的分子二聚体和聚集体的片段化方法的准确性和效率。对蒽团簇的计算结果与LC-TD-DFTB方法的计算结果比较表明，两者吻合得很好。我们的方法的有效计算缩放已被探索蒽集群和苝酰亚胺聚集体。我们证明了我们的方法的适用性，通过计算的激发态性质的并五苯晶体模型组成的多达319个分子。通过计算自然跃迁轨道（NTO）参与数，分析了单体碎片对激发态的参与率，并通过并五苯团簇的空穴和粒子密度进行了验证.我们的FMO-LC-TDDFTB方法的使用将允许激子动力学和电荷输运的未来研究进行复杂的分子系统，由数千个原子。
2022-11-29 physics.chem-ph
Vibrational damping effects on electronic energy relaxation in molecular aggregates
当描述电子光谱或电子激发能输运时，用独立谐振子表示分子振动自由度会产生不利的影响，因为振动能弛豫变得不可接近。一个标准的理论描述，本文扩展到包括电子-声子和振动-声子耦合。使用这种方法，我们已经模拟了一个模型色素蛋白质系统，并已表明，模式间耦合导致猝灭的色素振动模式，并重新分配的波动谱密度相对于电子激发。此外，新的能量弛豫途径，打开的振动-声子相互作用，允许达到电子激发态平衡更快地在天然存在的水溶性叶绿素结合蛋白（WSCP）聚集体，表明的意义，阻尼的分子振动的intrarmolecular能量弛豫过程速率。
2018-07-19 physics.chem-ph
Distinctive character of electronic and vibrational coherences in disordered molecular aggregates
二维电子相干谱是研究耦合分子相干动力学的有效手段。根据电子和振动状态之间的耦合，可以观察到纯电子、纯振动或混合起源的振荡信号。即使在“混合”分子系统中，也可以通过分析由时间分辨2D光谱构建的振荡傅里叶映射来区分具有电子或振动特征的两种类型的相干拍频。与电子字符的跳动的幅度是严重影响的能量紊乱，因此电子相干很快被移相。具有振动特征的殴打对疾病的依赖性很弱，确保了他们的长期生存。我们表明，详细的建模的二维光谱信号的分子聚集体provideddirect信息的起源的相干beatings。
2013-08-19 physics.chem-ph
Orbital Mixer: Using Atomic Orbital Features for Basis Dependent Prediction of Molecular Wavefunctions
大规模利用从头算数据使得机器学习模型的开发能够非常准确和快速地预测分子性质。许多以前的作品的一个中心范式集中在生成预测只有一个固定的属性集。最近的研究方向是通过分子波函数来明确地了解电子结构，从而可以直接导出其他量子化学性质。虽然以前的方法生成的预测作为一个功能的原子配置，在这项工作中，我们提出了一种替代方法，直接的目的基础依赖信息来预测分子的电子结构。我们的模型的主干Orbital Mixer在简单，直观和可扩展的架构中使用MLP Mixer层，并与最先进的技术相比，实现了具有竞争力的哈密顿量和分子轨道能量和系数预测精度。
2022-05-12 physics.chem-ph physics.comp-ph
Tight-binding 'dihedral orbitals' approach to electronic communicability in macromolecular chains
引入了分子链二面角的电子轨道。定义了一个基于二面角轨道的紧束缚哈密顿量。这产生了链的两个二面角之间的格林函数。它揭示了格林函数，我们称之为电子连通性，是有用的，在区分不同类型的构象和二级结构的蛋白质分子。
2009-05-26 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Deformation of an inner valence molecular orbital in ethanol by an intense laser field
价态分子轨道在化学反应中起着至关重要的作用。在这里，我们揭示了一个强激光场变形的内价轨道（10 a '）的乙醇分子。我们测量反冲帧光电子角分布（RFPAD），这对应于轨道的电离概率的取向依赖性，使用光电子-光离子符合动量成像与圆偏振激光脉冲。从头算模拟表明，轨道的变形强烈依赖于激光场的方向，而测量RFPAD不能不考虑轨道变形再现。我们的研究结果表明，在亚光周期时间尺度上，激光诱导的轨道变形发生在电子发射之前。
2018-11-19 physics.atm-clus physics.chem-ph
Strongly localised molecular orbitals for $α$-quartz
本文提出了一种计算方法，用于构造一组非正交强定域单电子分子轨道（O。达尼利夫湖Kantorovich - physics/0401107）应用于以中间类型的化学键为特征的完美的$α$ -石英晶体。通过应用各种本地化方法来构建的轨道典型的Hartree-Fock轨道计算的一系列有限的分子团簇的大小增加适当的边界条件。计算出的轨道与正则HF解跨越相同的占据Fock空间，但具有反映系统中成键的真实化学性质的优势。几个本地化技术的适用性，以及本地化区域（结构元素）的一些可能的选择进行了详细讨论，该系统。
2004-05-20 physics.chem-ph physics.comp-ph
Multiple orbital contributions to molecular high-harmonic generation in an asymmetric top
排列的线性分子中的高次谐波产生（HHG）可以提供有关低层分子轨道中强场相互作用的有价值的信息，但是对于三维分子几何形状，提取这些信息是困难的。我们的测量的不对称的顶部SO2显示大的轴依赖性，这与谐波阶数的变化。分析表明，这些光谱特征是由于场致电离和多轨道复合的结果。我们预计，HHG可以探测轨道依赖性使用这种方法为广泛的一类不对称的顶部分子。
2013-08-16 physics.atom-ph physics.chem-ph
Classical and Quantum Orbital Correlations in the Molecular Electronic States
量子叠加原理在成键现象的量子力学描述中得到了广泛的应用。它解释了离域分子轨道的出现，并提供了一个配方的建设近精确的电子波函数。另一方面，它在复合系统中的存在可能会引起非经典关联，现在被认为是量子技术的一种资源。本文从费米子信息论的观点讨论了三种典型分子的电子基态。在文献中，我们第一次适当地分解成它们的经典和量子部分的超选择规则的存在下，成对的轨道相关。我们观察到量子轨道关联可以比经典轨道关联更强，尽管并不经常。此外，量子轨道关联可以生存，即使在没有轨道纠缠依赖于对称性的组成轨道。最后，我们证明了如果把轨道密度矩阵看作量子比特态，会低估轨道纠缠。
2021-07-29 physics.chem-ph quant-ph
Imprints of the molecular-orbital geometry on the high-harmonic ellipticity
研究了轨道对称性对高次谐波椭圆率的影响。结果表明，不同对称性的分子轨道，其椭圆率图的形状不同。分析表明，调和椭圆映射的性质本质上是由非对称轨道的节结构决定的。结果表明，分子轨道的几何形状是印记的高次谐波的椭圆率，这邀请使用椭圆率测量作为探针的轨道结构的极性分子。
2013-12-26 physics.atom-ph physics.chem-ph physics.optics
Quantifying the relative molecular orbital alignment for molecular junctions with similar chemical linkage to electrodes
估计的前沿分子轨道之间的相对对齐，占主导地位的电荷传输通过单分子结的理论是一个挑战。这就需要超越密度泛函理论所提供的广泛使用的框架的方法，在该框架中，科恩-沙姆“轨道”被视为真正的分子轨道，而事实并非如此。在本文中，我们报告了通过量子化学计算获得的结果，包括EOM-CCSD（运动方程耦合簇单和双），这是最先进的量子化学中等大小的分子，如这里考虑的。这些理论结果与从基于4，4 '-联吡啶和1，4-二氰基苯的结的实验中提取的相对于电极费米能的分子轨道能量偏移的数据进行了验证。
2015-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Laser-Induced Electron Diffraction: Inversion of Photoelectron Spectra for Molecular Orbital Imaging
本文讨论了利用激光诱导电子衍射（LIED）获得的线性分子的光电子能谱对分子轨道成像的可能性。这是我们最近在Physical Review A \textbf{94}，023421（2016）上发表的工作的扩展，适用于二氧化碳分子的HOMO-1轨道。我们表明，这样的成像技术具有潜在的图像分子轨道在不同的核间距离在亚飞秒的时间尺度和分辨率的几分之一埃。
2016-10-26 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Benchmarking theoretical electronic structure methods with photoemission orbital tomography
在过去的十年中，光电子发射轨道层析成像（POT）已经发展成为一个强大的工具，研究吸附在（金属）表面的有机分子的电子结构。通过测量光电子的角分布作为结合能的函数，并利用分子轨道的动量空间特征，POT导致在有机/金属界面的电子态密度的轨道分辨图像。在这一结合实验和理论的工作中，我们应用POT的原型有机$π$共轭分子双蒽（C $_{28}$ H $_{14}$），形成一个高度取向的单层铜（110）表面。在实验上，我们确定了前所未有的13个$π$和12个$σ$轨道的双蒽，并测量了它们各自的结合能和光谱线型在双蒽/Cu（110）界面。从理论上讲，我们执行密度泛函计算这个接口采用四个广泛使用的交换相关泛函的广义梯度近似的家庭，以及全球和范围分离的混合泛函。通过分析轨道投影态密度的电子结构，我们得到了详细的理论与实验的轨道评估。这使我们能够基准性能的调查功能方面的能力占轨道能量排列在有机/金属界面。
2022-09-27 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Tomographic imaging of asymmetric molecular orbitals with a two-color multicycle laser field
本文从理论上提出了一种基于双色多色激光场高次谐波产生的非对称分子轨道层析重建方案。结果表明，通过调节两个场的相对相位，可以使返回的电子在所有取向的分子中从一个方向偏转。因此，可以用多波长激光场重建非对称轨道。这释放了严格的要求，单周期脉冲与稳定和可控的载波包络相位的层析成像的不对称分子轨道。
2013-12-26 physics.atom-ph physics.chem-ph physics.optics
OrbitAll: A Unified Quantum Mechanical Representation Deep Learning Framework for All Molecular Systems
Caltech（加州理工学院）
OrbitAll是几何和物理信息的深度学习框架，利用量子力学方法的自旋极化轨道特征与图神经网络结合，在预测分子性能上表现卓越，使用更少训练数据达化学精度，速度更快，在多样数据集上表现稳健，优于UMA，还能低成本预测溶剂依赖反应途径。
2026-07-23 cs.LG physics.chem-ph
Cooling molecular electronic junctions by AC current
在分子电子结中流动的电子电流将大量的能量耗散到振动自由度，使化学键应变和断裂，并且通常迅速破坏分子器件的完整性。分子电子结臭名昭著的机械不稳定性严重限制了性能和寿命，并对单分子电子的技术可行性提出了质疑。在这里，我们提出了一个实用的计划，通过应用程序的交流电压在一个大的，静态的操作直流电压偏置冷却的分子振动温度。使用非平衡格林函数，我们计算的粘性和扩散系数所经历的核周围的周期性驱动，载流电子的非平衡“海”。通过平衡粘滞系数和扩散系数，推导出了有效分子结温。我们的计算表明，在保持相同的平均电流的同时，实现超过40%的分子结温度冷却的机会。
2020-09-24 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
Analytical evaluation of relativistic molecular integrals. II. Computational aspect for relativistic molecular auxiliary functions
具有非整数主量子数的Slater型轨道基是在非相对论和相对论理论中计算分子电子结构的物理和数学动机的选择。然而，这些轨道在$r=0$的非解析性，需要推导出多中心积分的解析关系。这几乎是无法克服的。本文作者以前的论文消除了这一困难。通过这些论文中描述的过程可以获得高度精确的结果，这些过程对所有轨道参数范围内的量子数没有限制。这项工作的目的是调查计算方面的公式在以前的文件。提出了一种提高计算效率的方法。在处理时间方面，计算非整数主量子数的Slater型轨道上的积分与计算整数主量子数的Slater型轨道上的积分具有竞争力。
2018-04-30 physics.chem-ph quant-ph
Low-cost orbital-based linear-scaling \emph{ab initio} molecular dynamics for weakly-interacting systems
在线性标度Kohn-Sham密度泛函理论的框架内，将一种用于保持接近基态的紧凑定域轨道的稳健方法与核动力学相耦合。这使得我们能够简化通常采用的单电子密度矩阵的优化，从而为弱相互作用系统创建一个有效的仅轨道分子动力学方法。液态水的应用表明，该方法的低计算开销使其非常适合于常规模拟，而其线性尺度的复杂性允许扩展到以前无法访问的长度尺度的分子系统的第一原理动力学研究。
2018-03-09 physics.chem-ph physics.comp-ph quant-ph
E3STO: Orbital Inspired SE(3)-Equivariant Molecular Representation for Electron Density Prediction
Center of Bits and Atoms（比特与原子中心）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
针对DFT计算电子密度成本过高的问题，该研究受STO启发提出SE(3)等变架构E3STO用于学习分子电子结构表示，在分子动力学数据上实现电子密度预测SOTA精度，较现有工作提升30-70%。
2024-10-08 cs.LG physics.chem-ph q-bio.BM
Inversion of Strong Field Photoelectron Spectra for Molecular Orbital Imaging
在分子水平上成像结构是一个快速发展的跨学科研究领域，跨越了物理和化学的边界。分子的高空间分辨率图像可以用光子或超快电子获得。此外，价分子轨道的图像可以通过层析成像技术提取的基础上的相干XUV辐射的分子气体暴露于强烈的超短红外激光脉冲。在本文中，我们证明了类似的信息可以通过使用一个简化的分析模型反演能量分辨光电子能谱。
2016-07-08 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Correlation-Converged Virtual Orbitals for Accurate and Efficient Quantum Molecular Simulations
City University of Hong Kong（香港城市大学）；Hon Hai Research Institute（鸿海研究院）；National Taiwan University（台湾大学）；National Center for Theoretical Sciences, National Taiwan University（台湾大学理论科学中心）；Department of Material Science and Engineering, City University of Hong Kong（香港城市大学材料科学与工程系）
本文提出局部关联收敛虚拟轨道(LCCVOs)用于构建高精度多体哈密顿量，通过减少轨道数量提升分子体系的计算效率和准确性。
2026-04-18 physics.chem-ph quant-ph
Direct determination of optimal real-space orbitals for correlated electronic structure of molecules
本研究提出通过最小化能量拉格朗日量，用自适应多分辨率谱元基组在实空间求解最优正交轨道，结合选择性CI方法，实现比同秩高斯AO基组更高精度的分子相关电子结构计算，且可在单节点优化超百个相关轨道。
2023-09-13 physics.chem-ph quant-ph
Comment on Unified treatment for the evaluation of arbitrary multielectron multicenter molecular integrals over Slater-type orbitals with noninteger principal quantum numbers
Ozdogan（Int. J. Quantum Chem.，92（2003）419）公开了用于评估Slater型轨道（STO）上的多电子多中心分子积分的公式。它表明，在这项工作中提出的公式不是原来的，它们可以很容易地推导出一个简单的代数从我们发表的论文（I.I.Guseinov，J.Mol.结构。（Theochem），417（1997）117; J.Mol.Struct.（Theochem），593（2002）65; I.I.Guseinov，B.A.Mamedov，F.Oner，S.Huseyin，J.Mol.Struct.（Theochem），545（2001）265; I.I.Guseinov，B.A.Mamedov，J.Mol.Model.，8（2002）272; Theor.Chem.Acc.，108（2002）21）。
2005-10-26 physics.chem-ph physics.comp-ph
Molecular Dipole Moment Learning via Rotationally Equivariant Gaussian Process Regression with Derivatives in Molecular-orbital-based Machine Learning
California Institute of Technology（加州理工学院）
这项研究扩展了精确和可转移的基于分子轨道的机器学习（MOB-ML）方法，以Hartree-Fock计算为代价来模拟电子相关对偶极矩的贡献。应用基于分子轨道（MOB）的成对分解的相关部分的偶极矩，这些对偶极矩可以进一步回归为分子轨道（MO）的通用函数。偶极MOB特征由能量MOB特征及其对电场的响应组成。为了更有效地学习偶极矩，引入了一种可解释的旋转等变高斯过程回归（GPR）导数算法。所提出的问题设置，功能设计和ML算法，提供了高精度的模型，偶极矩和能量的水和14个小分子。为了证明MOB-ML作为有机分子的分子偶极矩和能量的广义密度矩阵泛函的能力，我们进一步应用所提出的MOB-ML方法来训练和测试来自QM 9数据集的分子。局部可扩展GPR与高斯混合模型无监督聚类（GMM/GPR）的应用将MOB-ML扩展到大数据范围，同时保持预测精度。此外，与文献结果相比，MOB-ML提供了最好的测试MAE为4.21 mDebye和0.045千卡/摩尔的偶极矩和能量模型，分别为110000 QM 9分子训练时。所得到的QM 9模型的良好的可移植性也说明了四个不同系列的肽的准确预测。
2022-05-31 cs.LG physics.chem-ph
Orbital free ab initio molecular dynamics simulation study of some static and dynamic properties of liquid noble metals
用无轨道从头算分子动力学模拟方法研究了Cu、Ag和Au在各自熔点附近的热力学状态下的静态和动态性质。计算的静态结构与现有的X射线和中子衍射数据显示出良好的一致性。至于动力学性质，计算的动力学结构因子指向集体密度激发的存在，随着l-Cu和l-Ag的正色散。几个输运系数已经得到了合理的协议与现有的实验数据。
2012-10-08 cond-mat.soft physics.chem-ph
Fermi orbital self-interaction corrected electronic structure of molecules beyond local density approximation
自相互作用误差（SIE）是所有标准密度泛函理论（DFT）计算所固有的校正是一个越来越感兴趣的对象。在这篇文章中，我们适用于最近开发的费米轨道为基础的自相互作用校正（FOSIC）的方法，一组不同的分子系统。我们的研究涵盖了从简单的双原子到大的有机分子的系统。我们集中我们的分析，从轨道本征值的电离势的直接估计。
2015-08-24 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.comp-ph
Chemical diversity in molecular orbital energy predictions with kernel ridge regression
分子特性的即时机器学习预测对于材料设计是理想的，但该方法的预测能力主要在众所周知的基准数据集上进行测试。在这里，我们研究了使用核岭回归（KRR）的机器学习在三个大型数据集上预测分子轨道能量的性能：标准QM9小有机分子集，氨基酸和二肽构象，以及从剑桥结构数据库中提取的有机晶体形成分子。我们专注于预测的最高占据分子轨道（HOMO）的能量，计算在密度泛函水平的理论。两种不同的表示，编码分子结构进行了比较：库仑矩阵（CM）和多体张量表示（MBTR）。我们发现，KRR性能显着依赖于化学的基础数据集和MBTR是优于CM，预测HOMO能量的平均绝对误差低至0.09 eV。为了证明我们的机器学习方法的能力，我们将我们的模型应用于10k个以前看不见的分子的结构。我们获得即时的能量预测，使我们能够为未来的应用确定有趣的分子。
2019-03-25 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
MO-HEOM: Extending Hierarchical Equations of Motion to Molecular Orbital Space
Kyoto University（京都大学）；University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）
本文提出了一种基于分子轨道的三维旋转不变系统-环境模型，推导出数值精确的分层运动方程，用于分析氢分子和氢分子离子的线性吸收光谱。
2025-12-28 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Molecular chirality and the orbital angular momentum of light
具有一种新的和独特类型的螺旋度的光束已经成为最近非常感兴趣的主题。虽然圆偏振光包括具有自旋角动量的光子，但这些光学工程“扭曲光束”（光学涡旋）被赋予轨道角动量。在这里，电磁场的波阵面呈螺旋形.到目前为止，光学涡旋一般只研究了它们与非手性物质的相互作用。这项研究评估了什么样的新功能，如果有的话，可以预期当这样的光束被用来询问手性系统。
2003-05-01 physics.chem-ph physics.optics
Nuclear-Electronic Orbital Approach to Quantization of Protons in Periodic Electronic Structure Calculations
核电子轨道（NEO）方法是一种成熟的方法，用于在通常的玻恩-奥本海默近似之外处理分子系统中的原子核量子力学。在这项工作中，我们提出了一个战略，以实现NEO方法的周期性电子结构计算，特别是侧重于多组分密度泛函理论（DFT）。NEO-DFT方法是在全电子电子结构代码FHI-aims中实现的，该代码结合使用了分析和数值积分技术以及恒等式的解析，以提高计算效率。验证此实施后，概念验证的应用程序，以说明量子化质子的物理性质的扩展系统，如二维材料和液体半导体接口的影响。具体而言，周期性NEO-DFT计算进行的反式聚乙炔链，硼化氢片，和氧化钛-水界面。质子的零点能量效应以及电子-质子关联对这些系统的态密度和能带结构有显著影响。这些发展为多组分密度泛函理论应用于广泛的其他扩展凝聚态系统提供了基础。
2022-05-12 physics.chem-ph physics.comp-ph
Long Lived Electronic Coherences in Molecular Wave Packets Probed with Pulse Shape Spectroscopy
利用整形超快激光脉冲激发并探测分子中的纠缠核-电子波包，发现特定条件下电子相位在振动运动中仍保持稳定，并通过电子结构计算验证了实验结果。
2023-11-17 physics.chem-ph quant-ph
Tight binding description of the electronic response of a molecular device to an applied voltage
我们分析了外部电场对分子电子结构的影响，这些分子最近被研究为分子线或分子二极管。我们使用自洽的紧束缚技术，它提供了良好的协议与从头计算的结果，并可应用于大量的分子。分子能级的电压依赖性主要是线性的，斜率与分子的电子结构密切相关。我们强调，对所施加的电压的响应是一个重要的特征，它决定了分子器件的行为。
2011-09-09 physics.chem-ph physics.comp-ph
Liquid Water through Density-Functional Molecular Dynamics: Plane-Wave vs Atomic-Orbital Basis Sets
我们确定和比较结构，动力学和电子性质的液态水在附近的环境条件下，通过密度泛函分子动力学模拟，当使用平面波或原子轨道基组。在这两个框架中，电子结构和原子力的自洽确定在同一理论方案的基础上的非局部密度泛函占范德华相互作用。在这两个框架内实现的液态水的整体性质是非常一致的。因此，我们的研究支持平面波或原子轨道基组的实现产生等效的结果，可以不加区别地用于液态水或水溶液的研究。
2016-07-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.chem-ph
Pythonic Black-box Electronic Structure Tool (PyBEST). An open-source Python platform for electronic structure calculations at the interface between chemistry and physics
Pythonic Black-box Electronic Structure Tool（PyBEST）是由位于托鲁托的尼古拉斯·哥白尼大学开发的一个成熟的现代电子结构软件包。该软件包使用独特的电子结构方法、分析工具和可视化技术，为化学和物理之间的电子结构计算提供了一个高效可靠的平台。例如，用于基态和激发态电子结构计算的（轨道优化的）基于pCCD的模型，以及基于单轨道熵和轨道对互信息的量子纠缠分析框架。PyBEST主要用Python 3编程语言编写，其他部分用C++编写，这些部分使用Pybind 11接口，Pybind 11是一个轻量级的头文件库。通过构造，PyBEST易于使用、编码以及与其他软件包的接口。此外，它的模块化允许我们在未来的版本中方便地托管其他Python包和软件库，以增强其性能。在PyBEST中可用的电子结构方法进行了测试的半填充1-D模型哈密顿量。的PyBEST进行大规模的电子结构计算的能力被证明为模型维生素B12化合物。所研究的分子由190个电子和777个轨道组成，首次在pCCD内进行轨道优化和轨道纠缠和相关分析。
2020-10-12 cond-mat.str-el physics.chem-ph quant-ph
