Tensor numerical methods in quantum chemistry: from Hartree–Fock to excitation energies

文献情報

出版日 2015-05-28
DOI 10.1039/C5CP01215E
インパクトファクター 3.676
著者

Boris N. Khoromskij


原文を見る

要旨

We resume the recent successes of the grid-based tensor numerical methods and discuss their prospects in real-space electronic structure calculations. These methods, based on the low-rank representation of the multidimensional functions and integral operators, first appeared as an accurate tensor calculus for the 3D Hartree potential using 1D complexity operations, and have evolved to entirely grid-based tensor-structured 3D Hartree–Fock eigenvalue solver. It benefits from tensor calculation of the core Hamiltonian and two-electron integrals (TEI) in O(n log n) complexity using the rank-structured approximation of basis functions, electron densities and convolution integral operators all represented on 3D n × n × n Cartesian grids. The algorithm for calculating TEI tensor in a form of the Cholesky decomposition is based on multiple factorizations using algebraic 1D “density fitting” scheme, which yield an almost irreducible number of product basis functions involved in the 3D convolution integrals, depending on a threshold ε > 0. The basis functions are not restricted to separable Gaussians, since the analytical integration is substituted by high-precision tensor-structured numerical quadratures. The tensor approaches to post-Hartree–Fock calculations for the MP2 energy correction and for the Bethe–Salpeter excitation energies, based on using low-rank factorizations and the reduced basis method, were recently introduced. Another direction is towards the tensor-based Hartree–Fock numerical scheme for finite lattices, where one of the numerical challenges is the summation of electrostatic potentials of a large number of nuclei. The 3D grid-based tensor method for calculation of a potential sum on a L × L × L lattice manifests the linear in L computational work, O(L), instead of the usual O(L3 log L) scaling by the Ewald-type approaches.

関連文献

Structural polymorphism in self-assembled networks of a triphenylene based macrocycle

Kunal S. Mali, Matthias Georg Schwab, Xinliang Feng, Klaus Müllen, Steven De Feyter

2013-05-17 Paper

DOI: 10.1039/C3CP51074C

Theoretical insights into [PMo12O40]3− grafted on single-walled carbon nanotubes

Wei Guan, Yuhe Kan, Guochun Yang, Nana Ma, Likai Yan, Zhongmin Su, Guanhua Chen

2013-04-11 Paper

DOI: 10.1039/C3CP51380G

Contents list

Front/Back Matter

DOI: 10.1039/C3CP90095A

Front cover

Cover

DOI: 10.1039/C3CP90067C

Efficient solar water oxidation using photovoltaic devices functionalized with earth-abundant oxygen evolving catalysts

Vito Cristino, Serena Berardi, Stefano Caramori, Roberto Argazzi, Stefano Carli, Laura Meda, Alessandra Tacca, Carlo Alberto Bignozzi

2013-07-02 Paper

DOI: 10.1039/C3CP52237G

Surface structure of Pd(111) with less than half a monolayer of Zn

F. Rosei

2013-04-26 Paper

DOI: 10.1039/C3CP50793A

Front cover

Cover

DOI: 10.1039/C3CP90093B

こちらもおすすめ

化合物よくある質問

S-(甲硅烷基丙基)異硫酰氯を取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

取り扱う際にはPPE(防護具)が必要です。特に手袋と面マスクは必須です。ドラフトチャンバーを使用して漏洩処理を行い、温度は常温、湿度は乾燥状態、容器はガラス容器...

84682-36-02-Amino-7,7-dimethox...
化合物よくある質問

8-硝基-咪唑并[1,2-a]吡啶とは何ですか?

8-硝基-咪唑并[1,2-a]吡啶は、CAS番号52310-46-0の化合物で、8-位に硝基を有する咪唑並みの结构をもつ吡啶の化合物です。この化合物は、酸化還元...

52310-46-08-Nitroimidazo[1,2-a...
化合物よくある質問

4-ブロモ-5-メトキシピリジン-2-甲醇の代替品はありますか?

4-ブロモ-5-メトキシピリジン-2-甲醇の代替品には、類似構造を持つ化合物や機能性に等しい代替試薬があります。例えば、4-クロロ-5-メトキシピリジン-2-甲...

1454849-84-3(4-Bromo-5-methoxy-2...
化合物よくある質問

全氟-1,2-二甲基環己烷を含む廃棄物はどのように処理すべきですか?

全氟-1,2-二甲基環己烷(CAS番号:306-98-9)の廃棄物は、特別な処理が必要です。まず、廃棄物を密閉容器に収集し、適切な防漏容器に保管します。次に、専...

306-98-91,1,2,2,3,3,4,4,5,6-...
化合物よくある質問

3-(溴甲基)苯乙酸の主な用途は何ですか?

3-(溴甲基)苯乙酸は主に研究用化学薬品として利用され、有機合成や医薬品の開発に用いられます。また、特定の化合物の合成中間体としても使用されることがあります。

118647-53-32-(3-(Bromomethyl)ph...
化合物よくある質問

5-イドキド-4-メチオキシ-6-メチルピリミジニン-2-アミンはどのように保存すればよいですか?

5-イドキド-4-メチオキシ-6-メチルピリミジニン-2-アミンは冷暗所で密栓の容器に保存し、直射日光を避けて保管することをお勧めします。温度は常温とし、湿気を...

23368-84-55-Iodo-4-methoxy-6-m...
化合物よくある質問

1-(2-溴-6-甲氧基苯基)乙酮を取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

実験室では、1-(2- Bromo-6-methoxyphenyl)ethanoneを取り扱う際には、ゴーグルや面具、手袋などのPPEを使用することが推奨されま...

380225-68-31-(2-Bromo-6-methoxy...
化合物よくある質問

5-(4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ダイオキサボラロール-2-イル)-1,3-ジヒドロ-2-ベンゾフランは安全ですか?

5-(4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ダイオキサボラロール-2-イル)-1,3-ジヒドロ-2-ベンゾフランは一般に安全ですが、取扱いには注意が必要です...

1352037-60-55-(4,4,5,5-Tetrameth...
化合物よくある質問

4-溴萘-1-甲酸の代替品はありますか?

4-溴萘-1-甲酸は比較的稀な化合物ですが、類似物としては、4-クロロ-1-ナフホリック酸やその他のブロモ置換ナフホリック酸が挙げられます。ただし、これらの代替...

16650-55-84-Bromo-1-naphthoic ...
化合物よくある質問

ε-白藜芦醇脱氢二聚体の代替品はありますか?

ε-白藜芦醇脱氢二聚体の代替品としては、ε-白藜芦醇、ポリフェノール類、フラボノイド類が挙げられます。これらは類似の化学構造と生物学的活性を持っています。ただし...

62218-08-05-{(2R,3R)-6-Hydroxy...

掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

おすすめ化合物

おすすめサプライヤー

免責事項
このページに表示される学術雑誌情報は、参考および研究目的のみを目的としています。当社は雑誌出版社とは提携しておらず、投稿の取り扱いも行っておりません。出版に関するお問い合わせは、各雑誌出版社に直接ご連絡ください。
表示されている情報に誤りがある場合は、support@chemtradehub.com までご連絡ください。迅速に確認し、対応いたします。