Gaussian Keyword SAC-CI | コンフレックス株式会社

SAC-CI ジョブでは、後続のジョブの参照状態を指定する必要があります。励起状態の計算。閉殻システムの場合、SAC-CI で使用されるデフォルトの RHF 波動関数が適切です。のために開殻基底状態の場合は、ROHF 基底状態の波動関数を選択する必要があります。 ROHF SAC-CI に加えてルートセクションで指定するか、 AddElectron または SubElectron オプション。詳細については、例を参照してください。

スピン状態オプション

Singlet=(additional-options)

一重項状態を計算することを指定します。サブオプションの括弧で囲まれたリストは、目的の状態とその他の計算パラメーターを指定します。他のスピン状態選択オプションは次のとおりです。 CationDoublet (Doublet は同義語です）、 AnionDoublet, Triplet, Quartet, Quintet, Sextet と Septet。複数のスピン状態を指定できます。

入力

続くオプションでは、 SpinState は、目的のスピン状態の名前に置き換えられます。

SpinState=(NState=(i₁,i₂,…))

さまざまな状態に対して計算される、指定されたタイプの状態の数を設定します。分子の点群の既約表現。分子の対称性に応じて、最大 8 つの値を指定できます (例: D の場合は 8)。_2h、Cの場合は4_2v、等々）。速記形式 NState=N の値を指定します N それぞれの既約表現に対して。縮退は、最も近い線形対称性 (例: D) を仮定することによって処理されます。₂ Tの場合_d).

SpinState=(Density)

非緩和密度行列を計算し、計算されたすべての SAC-CI スピン状態に対してマリケン集団解析を実行します。 SpinState。詳細については、例を参照してください。

SpinState=(SpinDensity)

計算されたすべての SAC-CI スピン状態のスピン密度行列を計算します。 SpinState。を暗示します。 FullActive オプションも。

SpinState=(NoTransitionDensity)

デフォルトでは、遷移密度と振動子の強度は、SAC 基底状態と SAC-CI 一重項励起状態の間で計算されます。 SpinState is Singlet、および他のスピン状態の最低の SAC-CI 状態と SAC-CI 励起状態の間。 NoTransitionDensity 対応するスピン状態に対するこれらの計算を無効にします。

TargetState=(SpinState=s, Symmetry=m, Root=n)

構造の最適化または勾配計算のターゲット状態を指定するか、 Density キーワード。 S はスピン多重度を示すキーワードです (つまり、 Singlet, Doublet、など）、 m はその点群の既約表現数であり、 n は、目的のスピン状態の解の数です (以前のエネルギー計算によって決定されます)。

AddElectron

開殻参照 SCF 構成に電子を 1 つ追加します。これは、そのようなシステムのデフォルトです。 CationDoublet, Doublet, Quartet と Sextet.

SubElectron

開殻基準 SCF 配置から電子を 1 つ差し引きます。これは、そのようなシステムのデフォルトです。 AnionDoublet.

TransitionFrom=(SpinState=s, Symmetry=m, Root=n)

遷移密度行列を計算するための初期状態を指定します。 S はスピン多重度を示すキーワードです (つまり、 Singlet, Doublet, etc.), m はその点群の既約表現数であり、 n は、目的のスピン状態の解番号です ( TargetState above).

AllProperties

16 十極子までの多極子モーメントを計算します。 n0 番目のモーメントから 4 番目のモーメントまで、すべての静電特性と反磁性項 (シールドと磁化率)。このオプションは、 Density suboption.

NoProperty

分子特性は計算しません。

SelectCISOnly

CIS の初期推定が計算されたら、計算を終了します。このオプションを使用すると、関心のある特定の状態の状態番号を決定できます (たとえば、 TargetState）。別の方法については例を参照してください。

SACOnly

基準状態の計算のみを実行し、励起状態は計算しません。

オプション

上級ユーザー向け追加オプション

このオプションのセットでは、 SpinState 以下は、目的のスピン状態の名前に置き換えられます。

SpinState=(MaxR=N)

最大励起レベルを次のように設定します。 N.

SpinState=(NonVariational)

非対称行列の SAC-CI 方程式を解きます。 Variational 対称行列を対角化することで処理を進めます。これがデフォルトです。このオプションは計算の励起状態部分にのみ適用されることに注意してください (基底状態の計算では常に非変量手順が使用されます)。

SpinState=(InCoreDiag)

コア内アルゴリズムの使用を強制します。

SpinState=(Iterative=item)

反復アルゴリズムの使用を強制します。 Item 初期推定タイプを指定します。 SInitial CIS と SDInitial CISD用。

Direct

SAC/SAC-CI SD-R 計算に直接アルゴリズムを使用することを要求します。 Direct と互換性がありません General-R, WithoutR2S2, FullUnlinked, InCoreDiag、そして InCoreSAC。直接 SAC-CI コードは、内部しきい値の異なる値を使用します。これは、次の従来の SAC-CI 計算に対応します。 NoUnlinkedSelection キーワード。したがって、直接 SAC-CI コードで得られる結果は、通常、従来の SAC-CI コードで得られる結果とは異なります。直接 SAC-CI コードは効率的であるため、強く推奨されます。 (Rev.B01以降で利用可能) [ Fukuda08 R. Fukuda, H. Nakatsuji, “Formulation and implementation of direct algorithm for the symmetry adapted cluster and symmetry adapted cluster-configuration interaction method,” J. Chem. Phys., 128 (2008) 094105. DOI: ].

FC

すべてのフリーズされたコアオプションは、このキーワードで使用できます。フローズンコア計算がデフォルトです。のディスカッションを参照してください。 FC 完全な情報についてはオプションをご覧ください。

一般に、アクティブスペースのサイズは SAC-CI 計算の精度に大きく影響します。このため、完全な軌道ウィンドウを使用することをお勧めします。 Full は、構造の最適化と勾配計算のデフォルトです。

LMO=type

指定された種類の局在 MO を参照軌道として使用します。利用可能なタイプは次のとおりです PM (ピペック・メゼイ)と Boys.

Window=(M[,N])

SAC/SAC-CI 計算が次の範囲内で実行されることを意味します。 M-番目から N- 番目の活動軌道空間 (M < N エネルギーの順序で）。ウィンドウ=(M[,N]) は ReadWindow=( の同義語ですM[,N]）。電子スピン共鳴や超微細分裂など、原子核のスピン密度に興味がある場合は、コア軌道をウィンドウに含める必要があります。

CorePrWindow=(M,N)

コア励起/コアイオン化状態の計算をアクティブにし、コア電子プロセスで電子が励起またはイオン化されるコア軌道を指定します。 M と N 核軌道の範囲を指定します。このキーワードは FullActive または Window アクティブ空間にコア軌道を含めるキーワード (Rev. C01 以降で利用可能)。

MacroIteration=N

の使用をリクエストします N 最適化ステップ内のマクロ反復。のデフォルト値 N は0です。

InCoreSAC

インコアアルゴリズムを使用した SAC 方程式の解法。

MaxItDiag=N

対角化反復の最大数を設定します。デフォルトは 64 で、最大値は 999 です。

MaxItSAC=N

SAC 方程式を解くための最大反復回数を設定します。デフォルトは 999 です。

MaxItLin=N

SAC 線形方程式を解くために許可される最大反復回数を設定します。最大値は 999 です。

DConvDiag=M

対角化エネルギー収束基準を 10 に設定します。^-M.

DConvSAC=M

エネルギー収束基準を 10 に設定します^-M SAC 方程式を解くとき。

SD-R

シングルとダブルのリンクされた励起演算子を使用して計算を実行します。これがデフォルトです。

General-R

6 倍までの連結励磁演算子を含む計算を実行します。

LevelOne

二重励起演算子の選択のしきい値を最低の推奨レベルに設定します。 LevelThree が最も正確なレベルであり、デフォルトです。 LevelTwo 他の 2 つのレベルの中間の精度です。

WithoutDegeneracy

デフォルトでは、縮退が保持されるように摂動選択が実行されます。このオプションを選択すると、このテストが抑制され、計算要件が軽減されます。このオプションの使用は実稼働環境では推奨されません。

NoLinkedSelection

リンクされた演算子の摂動選択しきい値を無効にします (つまり、すべての演算子が含まれます)。

NoUnlinkedSelection

リンクされていない演算子の摂動選択しきい値を無効にします (つまり、すべての演算子が含まれます)。

FullUnlinked

リンクされていないあらゆる種類の用語を含めます。コア内アルゴリズムの使用を強制します。

すべての用語を含めるには、次の 3 つすべてを含めます。 NoLinkedSelection, NoUnlinkedSelection、そして FullUnlinked が必要ですが、現時点ではパフォーマンスが大幅に低下しています。

WithoutR2S2

R2S2 のリンクされていない積分は無視します。このオプションでは、精度の低下と計算要件との間のトレードオフが発生します。

EgOp

4 倍以上の高次のリンク演算子を生成します。 General-R 指数生成アルゴリズムによるスキーム。これは、単一点エネルギー計算のデフォルトです。最高次の励起レベルは次の方法で指定されます。 MaxR オプション（最大6つまで）。摂動選択のしきい値は、 LevelOne, LevelTwo と LevelThree オプション。

FullRGeneration

すべての高次のリンクされた演算子を General-R scheme up to MaxR=4 そして、上記のように摂動選択を実行します。これは、勾配計算と構造最適化のデフォルトです。

これらのオプションは、位置エネルギー表面スキャンなどの多点計算タイプのすべての点間の一貫性を確保するために使用されます。の Scan 計算は 3 回実行する必要があります。最初の点では BeforeGSUM、その後のいくつかまたはすべてのポイントで CalcGSUM そして最後にあらゆる点で AfterGSUM。実際の結果は最終計算によって提供されます。この手順は、一重項、三重項、イオン化および電子結合状態に対してのみ有効であり、 General-R オプション.

BeforeGSUM

一連のリンクされた計算を初期化します。このオプションは、計算の最初の点で使用します。

CalcGSUM

データを収集し、指定した時点でのしきい値と演算子の選択を決定して、すべての時点で使用できる一貫したセットを形成します。

AfterGSUM

以前に収集した GSUM データを使用して、各ポイントで SAC-CI 計算を実行します。 CalcGSUM オプション.

これらのオプションを使用すると、失敗したジョブによってリソース不足が問題であることが示された後、プログラムのデフォルト設定を増やすことができます。

MaxR2Op=N

摂動選択後の R2 演算子の最大数をに設定します。 N。デフォルトは 100,000 です。

MaxEgOp=N

演算子の最大数を設定します。 General-R する方法 N。デフォルトは 5,000 です。

適用範囲

利用可能性

エネルギー、解析的なエネルギー勾配、形状の最適化、および数値周波数。

構造の最適化では、デフォルトでウィンドウ全体が使用されます。最適化に別のフリーズコアオプションを指定すると、数値勾配の計算が行われ、それに応じてパフォーマンスが低下します。

実例

最も低い 2 つの一重項励起状態を特定したい場合は、次のようなルートを使用できます。

# SAC-CI=(Singlet=(NState=8))/6-31G(d) NoSymm …

これにより、対称性を無視して 8 つの一重項状態が検索されます。 2 つの最も低い励起状態は、おそらく計算によって見つかった状態の中に含まれるでしょう。

あるいは、次のルートを使用することもできます。

# SAC-CI=(Singlet=(NState=4))/6-31G(d) …

この計算により、既約表現ごとに最低の 4 つの一重項励起状態が特定されます。

C を持つ分子の既約表現ごとに、希望する一重項励起状態の数を指定するには_2v 対称の場合は、次のようなルートを使用します。

# SAC-CI=(Singlet=(NState=(2,2,1,2)))/6-31G(d) …

直接 SAC-CI。直接 SAC-CI コードを使用するには、次のルートを使用します。

# SAC-CI=(Direct,Singlet=(…),…)/6-31G(d) …

安価な初期計算で州を特定します。予備的な精度の低い計算を使用して、計算コストを削減して目的の励起状態を見つけることができます。たとえば、次のルートは、各対称タイプの 4 つの一重項励起状態を見つけます。

# SAC-CI=(Singlet=(NState=4),LevelOne)/6-31G(d) …

このジョブの後に通常の (LevelThree) 対象の状態の計算。例えば：

# SAC-CI=(Singlet=(1,0,1,0))/6-31G(d) …

オープンシェルシステムでの計算。中性の二重項ラジカルであるビニルラジカルの励起状態を予測するには、次のようなルートを使用できます。

# ROHF/6-31G(d) SAC-CI=(Doublet=(NState=3),Quartet=(NState=3)) …

これは、基底状態に対して ROHF 波動関数の使用を指定し、既約表現ごとに 3 つの二重項と 3 つの四重項励起状態を計算します。メチレンの三重項基底状態にも同様のアプローチを使用できます。

構造の最適化。特定の励起状態を最適化するには、 TargetState オプション:

# Opt SAC-CI=(Singlet=(Nstate=4),
  TargetState=(SpinState=Singlet,Symmetry=1,Root=2))/6-31G(d) …

密度と分子特性の計算。予測されるすべての励起状態の非緩和密度と個体数解析を計算するには、次のようなルートを使用します。

# SAC-CI=(Singlet=(…,Density),Triplet=(…,Density))/6-31G(d) …

三重項状態のみの非緩和密度と母集団解析を計算したい場合は、 Density のサブオプション Singlet オプション.

指定した 1 つの州のみの緩和密度および人口分析を計算するには、次のようなルートを使用します。

# SAC-CI=(Singlet=(NState=4),TargetState=(…)) Density=Current …

このジョブは完全な勾配計算を必要とするため、前のジョブよりもはるかに計算コストがかかることに注意してください。

SAC-CI 出力。 SAC-CI 計算では、要求されたスピン状態ごとに次のようなテーブルが生成されます (この例は一重項状態の場合です)。

 --------------------------------------------------------------------
 Transition dipole moment of   singlet state from SAC ground state
 --------------------------------------------------------------------
 Symmetry  Sol Excitation  Transition dipole moment (au)      Osc.
             energy (eV)   X            Y            Z      strength
 --------------------------------------------------------------------
    A1   0    0.0      Excitations are from this state.
    A1   1    8.7019    0.0000      0.0000      0.4645      0.0460
    A1   2   18.9280    0.0000      0.0000     -0.4502      0.0940
    A1   3   18.0422    0.0000      0.0000     -0.8904      0.3505
    A1   4   18.5153    0.0000      0.0000      0.0077      0.0000
    A2   1    7.1159    0.0000      0.0000      0.0000      0.0000
    A2   2   18.2740    0.0000      0.0000      0.0000      0.0000
    B1   1    1.0334   -0.2989      0.0000      0.0000      0.0023
    B1   2   18.7395   -0.6670      0.0000      0.0000      0.2042
    B1   3   22.1915   -0.1500      0.0000      0.0000      0.0122
    B1   4   15.8155    0.8252      0.0000      0.0000      0.2639
    B2   1   11.0581    0.0000      0.7853      0.0000      0.1671
    B2   2   15.6587    0.0000      1.5055      0.0000      0.8696
    B2   3   24.6714    0.0000     -0.7764      0.0000      0.3644
    B2   4   23.5135    0.0000     -0.1099      0.0000      0.0070
 ---------------------------------------------------------------------

出力では、さまざまな励起状態がエネルギーの増加順ではなく、対称タイプごとにグループ化されていることに注意してください。