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Enregistrement W2421993078 · doi:10.1021/ct500775r

Why Do TD-DFT Excitation Energies of BODIPY/Aza-BODIPY Families Largely Deviate from Experiment? Answers from Electron Correlated and Multireference Methods

2015· article· en· W2421993078 sur OpenAlexafffund
Mohammad R. Momeni, Alex Brown

Notice bibliographique

RevueJournal of Chemical Theory and Computation · 2015
Typearticle
Langueen
DomaineMaterials Science
ThématiqueLuminescence and Fluorescent Materials
Établissements canadiensUniversity of Alberta
Organismes subventionnairesNational Institute of General Medical SciencesNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaWestern Canada Research GridCompute Canada
Mots-clésBODIPYExcitationElectronChemistryComputational chemistryAtomic physicsPhysicsComputer scienceFluorescenceQuantum mechanics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

The vertical excitation energies of 17 boron-dipyrromethene (BODIPY) core structures with a variety of substituents and ring sizes are benchmarked using time-dependent density functional theory (TD-DFT) with nine different functionals combined with the cc-pVTZ basis set. When compared to experimental measurements, all functionals provide mean absolute errors (mean AEs) greater than 0.3 eV, larger than the 0.1-0.3 eV differences typically expected from TD-DFT. Due to the high linear correlation of TD-DFT results with experiment, most functionals can be used to predict excitation energies if corrected empirically. Using the CAM-B3LYP functional, 0-0 transition energies are determined, and while the absolute difference is improved (mean AE = 0.478 eV compared to 0.579 eV), the correlation diminishes substantially (R(2) = 0.961 to 0.862). Two very recently introduced charge transfer (CT) indices, q(CT) and d(CT), and electron density difference (EDD) plots demonstrate that CT does not play a significant role for most of the BODIPYs examined and, thus, cannot be the source of error in TD-DFT. To assess TD-DFT methods, vertical excitation energies are determined utilizing TD-HF, configuration interaction CIS and CIS(D), equation of motion EOM-CCSD, SAC-CI, and Laplace-transform based local coupled-cluster singles and approximate doubles LCC2* methods. Moreover, multireference CASSCF and CASPT2 vertical excitation energies were also obtained for all species (except CASPT2 was not feasible for the four largest systems). The SAC-CI/cc-pVDZ, LCC2*/cc-pVDZ, and CASPT2/cc-pVDZ approaches are shown to have the smallest mean AEs of 0.154, 0.109, and 0.100 eV, respectively; the utility of the LCC2* approach is demonstrated for eight extended BODIPYs and aza-BODIPYs. We found that the problems with TD-DFT arise from difficulties in dealing with the differential electron correlation (as assessed by comparing CCS, CC2, LR-CCSD, CCSDR(T), and CCSDR(3) vertical excitation energies for five compounds) and from contributions of multireference character and double excitations (from analysis of the CASSCF wave functions).

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,007
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,017
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,007
Score d'incertitude au seuil0,037

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0070,017
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0010,002
Communication savante0,0010,003
Science ouverte0,0030,001
Intégrité de la recherche0,0020,004
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,001

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,025
Tête enseignante GPT0,321
Écart entre enseignants0,296 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations219
Publié2015
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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