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The Bethe-Salpeter Equation Formalism: From Physics to Chemistry

Authors :
Pierre-François Loos
Xavier Blase
Denis Jacquemin
Ivan Duchemin
Théorie de la Matière Condensée (TMC)
Institut Néel (NEEL)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )
Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )
Université Grenoble Alpes (UGA)
Laboratory of Atomistic Simulation (LSIM)
Modélisation et Exploration des Matériaux (MEM)
Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG)
Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)
Chimie Et Interdisciplinarité : Synthèse, Analyse, Modélisation (CEISAM)
Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST)
Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)
Groupe Méthodes et outils de la chimie quantique (LCPQ) (GMO)
Laboratoire de Chimie et Physique Quantiques (LCPQ)
Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC)
Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)
European Project: 863481,PTEROSOR
Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST)
Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)
Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Théorie de la Matière Condensée (NEEL - TMC)
Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)
ANR-17-EURE-0009,NanoX,Science et Ingénierie à l'Echelle Nano(2017)
Source :
Journal of Physical Chemistry Letters, Journal of Physical Chemistry Letters, American Chemical Society, 2020, 11 (17), pp.7371-7382. ⟨10.1021/acs.jpclett.0c01875⟩, Journal of Physical Chemistry Letters, 2020, 11 (17), pp.7371-7382. ⟨10.1021/acs.jpclett.0c01875⟩
Publication Year :
2020
Publisher :
arXiv, 2020.

Abstract

The Bethe-Salpeter equation (BSE) formalism is steadily asserting itself as a new efficient and accurate tool in the ensemble of computational methods available to chemists in order to predict optical excitations in molecular systems. In particular, the combination of the so-called $GW$ approximation, giving access to reliable ionization energies and electron affinities, and the BSE formalism, able to model UV/Vis spectra, has shown to provide accurate singlet excitation energies with a typical error of $0.1$--$0.3$ eV. With a similar computational cost as time-dependent density-functional theory (TD-DFT), BSE is able to provide an accuracy on par with the most accurate global and range-separated hybrid functionals without the unsettling choice of the exchange-correlation functional, resolving further known issues (\textit{e.g.}, charge-transfer excitations). In this \textit{Perspective} article, we provide a historical overview of BSE, with a particular focus on its condensed-matter roots. We also propose a critical review of its strengths and weaknesses in different chemical situations.<br />Comment: 13 pages, 3 figures, Perspective review article

Details

ISSN :
19487185
Database :
OpenAIRE
Journal :
Journal of Physical Chemistry Letters, Journal of Physical Chemistry Letters, American Chemical Society, 2020, 11 (17), pp.7371-7382. ⟨10.1021/acs.jpclett.0c01875⟩, Journal of Physical Chemistry Letters, 2020, 11 (17), pp.7371-7382. ⟨10.1021/acs.jpclett.0c01875⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....123197e1aa5c66b6acf5554752b9becc
Full Text :
https://doi.org/10.48550/arxiv.2006.09440