RPA method applied to molecular crystals

Abstract

A new theory is presented on the excited states of molecular crystals by using the random phase approximation (RPA). The method is applied to the analysis of the absorption spectrum of anthracene crystal. The Davydov splitting for the long axis polarized band is calculated as about 9200 cm⁻¹ while the observed value is 9000 ∼ 12000 cm⁻¹. In the earlier theories, much larger values are reported and a simple dipole-dipole approximation gives the value of 32000 cm⁻¹. The general feature of the crystalline spectra is well predicted.

Zusammenfassung

Es wird eine neue Theorie der angeregten Zustände von Molekülkristallen vorgelegt, die mit Hilfe des RPA-Verfahrens gewonnen wurde. Die Methode wird zur Interpretation des Absorptionsspectrums von Anthracenkristallen verwendet. Die Davydow-Aufspaltung des polarisierten Bandes (lange Achse) wird mit 9200 cm⁻¹ berechnet (der beobachtete Wert beträgt 9000∼12000 cm⁻¹). Nach den älteren Theorien erhält man viel größere Werte, und eine einfache Dipol-Dipol-Approximation liefert 32000 cm⁻¹. Das charakteristische Bild des kristallinen Spektrums wird gut wiedergegeben.