GW方法精确计算电子能级、HOMO、LUMO、电子亲和势EA、解离势IP

使用G₀W₀方法^[1,2]可以相当准确地预测分子的解离势（IP）和电子亲和势（EA），尤其是使用Range Seperated混合泛函作为起点。注意，XCfun的函数（如LCY-BP86和CAMY-B3LYP）不能用作起点。

我们还可以使用eigenvalue-only self-consistent GW (evGW)，这种方法通常比G₀W₀慢5到10倍，但优点是它不太依赖于起点泛函。从AMS2022开始，还可以进行准粒子自洽GW（qsGW），这比evGW效率更低，结果也与起点无关，通常是最精确的结果。

AMS2022中还包含一种更昂贵的方法，称为G₃W₂，应比自能GW近似更加精确，将屏蔽相互作用考虑到二阶。有关详细信息，请参阅相关手册。

注意基组建议选择TZ2P或更大的基组，泛函建议使用PBE0：

Properties → GW： 勾选Calculate GW quasi-particle energies选项： 说明：

• 如果用户希望使用evGW，则在Self consistency中选择EVGW；
• 也可以选择QSGW从而使用qsGW方法;
• 如果用户想使用G₃W₂，则需要在Self energy中选择G3W2，Self consistency选择QSGW
• N States默认为5，计算最高的5个占据轨道，以及最低的5个空轨道，这里我们只关心HOMO、LUMO，因此不用调大。

保存作业时，软件检测到使用了GW方法，会自动调整Detaisl → Accuracy中的设置，调大Dependency Threshold的值。

提交作业。

SCM → Output，窗口底部搜索栏，搜索“GW Quasi-Particle Spectrum”：

• IP即G₀W₀的HOMO的相反值：IP = −HOMO_G0W0 = 7.14 eV
• EA即G₀W₀的LUMO的相反值：EA = −LUMO_G0W0 = 0.51 eV

如果进行了evGW、G₃W₂计算，结果也是在此处查阅。

1. (1, 2, 3) Joseph W. Knight, Xiaopeng Wang, Lukas Gallandi, Olga Dolgounitcheva, Xinguo Ren, J. Vincent Ortiz, Patrick Rinke, Thomas Körzdörfer, and Noa Marom, Accurate Ionization Potentials and Electron Affinities of Acceptor Molecules III: A Benchmark of GW Methods, J. Chem. Theory Comput. 2016, 12, 2, 615–626
2. Arno Förster, Lucas Visscher, Low-order scaling G0W0 by pair atomic density fitting, arXiv.org (2020)