Am Freitag, dem 17.Juli 2026, 15:15 Uhr, HS1, IfPh, findet die Verteidigung der Dissertationsarbeit von Andy Kaiser (Theoretische Physik, AG Prof. Dr. Kühn) zum Thema “Multiconfigurational Frenkel Exciton Protocol with Exchange Interactions Accounting for Wavefunction Overlap” als Hybrid-Veranstaltung statt.
Anmeldungen für eine Online-Teilnahme bitte unter: verteidigungen.physikuni-rostockde bis 16.07.2026
Abstract
Large molecular aggregates often exceed wavefunction-based computational limits, yet understanding their intermolecular interactions is vital for materials development. To address this, a Frenkel-exciton protocol was implemented in OpenMolcas. It extends Coulomb coupling by approximately incorporating wavefunction overlap to capture exchange effects. Approximating full antisymmetrization by exchanging only a single intermolecular electron pair ensures computational efficiency, albeit with slightly reduced accuracy compared to full molecular orbital methods. Validation confirms that including non-orthogonality terms significantly improves agreement with expensive supermolecule calculations, surpassing the dipole approximation and mitigating known single-reference DFT shortcomings. The method efficiently enables intermolecular interaction studies and supports experimental interpretation.
Zusammenfassung
Große molekulare Aggregate überschreiten häufig die auf Wellenfunktionen basierenden Berechnungsgrenzen, doch das Verständnis ihrer intermolekularen Wechselwirkungen ist für die Materialentwicklung von entscheidender Bedeutung. Um diesem Problem zu begegnen, wurde in OpenMolcas ein Frenkel-Exziton-Protokoll implementiert. Es erweitert die Coulomb-Kopplung durch die ungefähre Einbeziehung der Wellenfunktionsüberlappung, um Austausch-Effekte zu erfassen. Die Annäherung an die vollständige Antisymmetrisierung durch den Austausch nur eines einzigen intermolekularen Elektronenpaares gewährleistet Recheneffizienz, wenn auch mit einer im Vergleich zu Methoden mit vollständigen Molekülorbitalen leicht verringerten Genauigkeit. Die Validierung bestätigt, dass die Einbeziehung von Nicht-Orthogonalitätstermen die Übereinstimmung mit aufwendigen Supermolekül-Berechnungen deutlich verbessert, die Dipol-Näherung übertrifft und bekannte Mängel der Single-Reference-DFT-Methode mindert. Die Methode ermöglicht auf effiziente Weise Untersuchungen intermolekularer Wechselwirkungen und unterstützt die experimentelle Interpretation.
Alle Interessenten sind herzlich eingeladen!