Trajectory surface hopping molecular dynamics simulation by spin-flip time-dependent density functional theory

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作者
Noriyuki Minezawa,Takahito Nakajima
出处
期刊:Journal of Chemical Physics [American Institute of Physics]
卷期号:150 (20) 被引量:12
标识
DOI:10.1063/1.5096217
摘要

This paper presents the nonadiabatic molecular dynamics simulation combined with the spin-flip time-dependent density functional theory (SF-TDDFT). In contrast to the conventional single-reference electronic structure methods, which have difficulty in describing the S0/S1 conical intersections, the SF-TDDFT can yield the correct topology of crossing points. Thus, one expects that the method can take naturally into account the S1 → S0 nonadiabatic transitions. We adopt Tully’s fewest switch surface hopping algorithm by introducing the analytic SF-TDDFT nonadiabatic coupling vector. We apply the proposed method to the photoisomerization reactions of E-azomethane, methanimine, and ethene molecules and reproduce the results of previous studies based on the multireference methods. The proposed approach overcomes the ad hoc treatment of S1 → S0 transition at the single-reference calculation level and affords both the dynamics on the S1 state and the recovery of the S0 state with modest computational costs.
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