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Sebastian Höfener

Dr. Sebastian Höfener

Raum: 825
Tel.: +49 721 608-43321
sebastian hoefener2Xbz8∂kit edu


Karlsruher Institut für Technologie
Institut für Physikalische Chemie
Abteilung für Theoretische Chemie

Geb. 30.44
Kaiserstraße 12
D-76131 Karlsruhe


Forschung

Wir beschäftigen uns mit der Entwicklung quantenchemischer Methoden, die für mittelgroße Systeme angewendet werden können, beispielsweise Biomoleküle in verschiedenen Lösungen. Ein Ansatz hierfür ist Frozen-Density-Embedding (FDE), bei dem das Gesamtsystem bestehend aus einem oder mehreren „aktiven“ Molekülen und bis zu hunderten Solvensmoleküle in Untersysteme aufgeteilt wird, die alle separat voneinander behandelt werden können. Neben der Effizienzsteigerung hat dieser Ansatz den Vorteil, dass nicht molekulare Eigenschaften erhalten werden, die über das Gesamtsystem delokalisiert sind, sondern intrinsisch auf die Teilsysteme lokalisiert werden, was für eine chemische Interpretation häufig unabdingbar ist.

Ein wesentlicher Bestandteil der Forschungsarbeit stellt hierbei die Entwicklung neuer quantenchemischer Methoden dar, die sich insbesondere auf Wellenfunktionsmodelle konzentrieren. Diese Methodenentwicklung erfolgt in dem eigenen Programmpaket KOALA und schwerpunktmäßig für angeregte Zustände.

Unsere Forschung wird mit Fördermitteln der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) sowie des Fonds des Chemischen Industrie (FCI) unterstützt.

     S. Höfener, L. Visscher,
     Calculation of electronic excitations using wave-function in wave-function frozen-density embedding,
     J. Chem. Phys. 137, 204120 (2012)
     DOI: dx.doi.org/10.1063/1.4767981

Das KOALA-Programm


  • DFT-Methoden: Gradienten, TDDFT
  • Coupled-Cluster-Methoden: zeitunabhängige und zeitabhängige Eigenschaften
  • Effiziente Formulierungen: Density-Fitting
  • Frozen-Density-Embedding (FDE)
  • Verwendung externer Bibliotheken

 

     S. Höfener
     Coupled-cluster frozen-density embedding using resolution of the identity methods,
     J. Comput. Chem. 35, 1716 (2014)
     DOI: dx.doi.org/10.1002/jcc.23679 

Team

Johannes Heuser (Doktorand)
Nils Schieschke (Doktorand)

Verschiedenes

Seit 4/2017


Mitglied im Young Investigator Network (YIN) am KIT
Seit 2/2017


Leiter der KIT-Nachwuchsgruppe „Molecular electronic-structure methods in complex environments“
Seit 1/2017


PI im SFB 1249 "N-Heteropolyzyklen als Funktionsmaterialien“ der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG)


2011-2013


Marie-Curie-Stipendium

 

Publikationen in Zeitschriften mit Reviewing-System

Eingereichte Manuskripte

  1. M. Trumm, C. Adam, C. Koke, M. Maiwald, S. Höfener, A. Skerencak-Frech, P. J. Panak, B. Schimmelpfennig
    The influence of polarity in binary solvent mixtures on the conformation of Bis-Triazinyl-Pyridine in solution
    Phys. Chem. Chem. Phys. (submitted)
     
  2. J. Heuser, S. Höfener
    Analytical nuclear excited-state gradients for the Tamm-Dancoff approximation employing uncoupled frozen-density embedding
    J. Comput. Chem. (in press)'
     

Veröffentlichte Arbeiten

2017

  1. S. Höfener, W. Klopper
    Natural transition orbitals for the calculation of correlation and excitation energies
    Chem. Phys. Lett. 679, 52-59 (2017)
    DOI: dx.doi.org/10.1016/j.cplett.2017.04.083
     
  2. N. Schieschke, R. Di Remigio, L. Frediani, J. Heuser, S. Höfener
    Combining (wave-function) frozen-density embedding with the conductor-like screening model using Lagrangian techniques for response properties
    J. Comput. Chem. 38, 1693–1703 (2017).
    DOI: dx.doi.org/10.1002/jcc.24813

2016

  1. W. Feuerstein, S. Höfener, W. Klopper, I. Lamparth, N. Moszner, C. Barner-Kowollik, and A.-N. Unterreiner,
    Photophysical properties of benzoylgermane and para-substituted derivatives: Substituent effects on electronic transitions
    ChemPhysChem 17, 3460 (2016)
    DOI: dx.doi.org/10.1002/cphc.201600712
     
  2. S. Höfener, M. Trumm, C. Koke, J. Heuser, U. Ekström, A. Skerencak-Frech, B. Schimmelpfennig, P. J. Panak
    Computing UV/vis spectra using a combined molecular dynamics and quantum chemistry approach: bis-triazin-pyridine (BTP) ligands studied in solution
    Phys. Chem. Chem. Phys. 18, 7728 (2016)
    DOI: dx.doi.org/10.1039/c5cp07540h
     
  3. J. Heuser, S. Höfener
    Wave-function frozen-density embedding: Analytical nuclear ground-state gradients,
    J. Comput. Chem. 37, 1092 (2016)
    DOI: dx.doi.org/10.1002/jcc.24301
     
  4. S. Höfener, L. Visscher
    Wave-function frozen-density embedding: Coupled excitations,
    J. Chem. Theory Comput. 12, 549 (2016)
    DOI: dx.doi.org/10.1021/acs.jctc.5b00821

2015

  1. D. T. Crawford, A. Kumar, K. P. Hannon, S. Höfener, L. Visscher
    Frozen-density embedding Potentials and Chiroptical Properties,
    J. Chem. Theory Comput.,, 11 (11), 5305 (2015)
    DOI: dx.doi.org/10.1021/acs.jctc.5b00845
     
  2. J. Kottmann, S. Höfener, F. A. Bischoff
    Numerically accurate linear response-properties in the configuration-interaction singles (CIS) approximation
    Phys. Chem. Chem. Phys. (2015)
    DOI: dx.doi.org/10.1039/C5CP00345H
     
  3. N. Middendorf, K. Krause, S. Höfener
    Solvatochromic shifts of Br2 and I2 in water cages of type 512, 51262, 51263, and 51264
    J. Comput. Chem. 36, 853 (2015)
    DOI: dx.doi.org/10.1002/jcc.23863

2014

  1. S. Höfener
    Coupled-cluster frozen-density embedding using resolution of the identity methods,
    J. Comput. Chem. 35, 1716 (2014)
    DOI: dx.doi.org/10.1002/jcc.23679


2013

  1. S. Höfener, A. S. P. Gomes, L. Visscher
    Solvatochromic shifts from coupled-cluster theory embedded in density functional theory,
    J. Chem. Phys. 139, 104106 (2013)
    DOI: dx.doi.org/10.1063/1.4820488
     
  2. S. Höfener, P. C. Kooijman, J. Groen, F. Ariese, L. Visscher,
    Fluorescence behavior of (selected) flavonols: a combined experimental and computational study,
    Phys. Chem. Chem. Phys. 15, 12572 (2013)
    DOI: dx.doi.org/10.1039/C3CP44267E


2012

 

  1. S. Höfener, L. Visscher,
    Calculation of electronic excitations using wave-function in wave-function frozen-density embedding,
    J. Chem. Phys. 137, 204120 (2012)
    DOI: dx.doi.org/10.1063/1.4767981
     
  2. S. Höfener, A. S. P. Gomes, L. Visscher,
    Molecular properties via a subsystem density functional theory formulation: A common framework for electronic embedding,
    J. Chem. Phys. 136, 044104 (2012)
    DOI: dx.doi.org/10.1063/1.3675845
     
  3. S. Höfener, R. Ahlrichs, S. Knecht, L. Visscher,
    Relativistic and non-relativistic electronic molecular structure calculations for dimers of 4p-,5p-, and 6p-block elements,
    ChemPhysChem 13, 3952 (2012)
    DOI: dx.doi.org/10.1002/cphc.201200552
     
  4. N. Middendorf, S. Höfener, W. Klopper, T. Helgaker
    Calculation of the two-electron Darwin term using explicitly correlated wave functions,
    Chem. Phys. 401, 146 (2012)
    DOI: dx.doi.org/10.1016/j.chemphys.2011.10.035

 


2011

  1. A. D. Boese, G. Jansen, M. Torheyden, S. Höfener, W. Klopper
    Effects  of  counterpoise  correction  and  basis  set  extrapolation  on  the  MP2  geometries of hydrogen bonded dimers of second row element hydrides,
    Phys. Chem. Chem. Phys. 13, 1230-1238 (2011)
    DOI: dx.doi.org/10.1039/C0CP01493A
     
  2. R. Bachorz, F. A. Bischoff, A. Glöß, C. Hättig, S. Höfener, W. Klopper, D. P. Tew
    The MP2-F12 method in the Turbomole program package,
    Comput. Chem. 32, 2492-2513 (2011)
    DOI: dx.doi.org/10.1002/jcc.21825


2010

  1. S. Höfener, W. Klopper,
    Analytical nuclear gradients of the explicitly correlated Møller-Plesset second-order energy,
    Mol. Phys. 108, 1783-1796 (2010)
    DOI: dx.doi.org/10.1080/00268976.2010.490795
     
  2. S. Höfener, C. Hättig, W. Klopper,
    Analytic  calculation  of  first-order  molecular  properties  at  the  explicitly-correlated  second-order Møller-Plesset level,
    Z. Phys. Chem. 224, 695-708 (2010)
    DOI: dx.doi.org/10.1524/zpch.2010.6132


2009

  1. S. Höfener, D. P. Tew, W. Klopper, T. Helgaker,
    The geminal basis in explicitly-correlated wave functions
    Chem. Phys. 356, 59-62 (2009)
    DOI: dx.doi.org/0.1016/j.chemphys.2008.10.022
     
  2. J. J. Lee, S. Höfener, W. Klopper, T. N. Wassermann, M. A. Suhm,
    Origin  of  the  argon  nanocoating  shift  in  the  OH  stretching  fundamental  of  n-propanol:  A combined experimental and quantum chemical study
    J. Phys. Chem. C 113, 10929-10938 (2009)
    DOI: dx.doi.org/10.1021/jp902194h
     
  3. T. Jung, R. Beckhaus, T. Kluner, S. Höfener, W. Klopper,
    The unexpected trimerization of pyrazine in the coordination sphere of low-valent titanocene fragments
    J. Chem. Theory Comp. 5, 2044-2049 (2009)
    DOI: dx.doi.org/10.1021/ct900137r


2008

  1. R. Bachorz, F. A. Bischoff, S. Höfener, W. Klopper, P. Ottiger, C. Pfaffen, H.-M. Frey, S. Leutwyler
    Scope and Limitations of the SCS-MP2 Method for Stacking Interactions
    Phys. Chem. Chem. Phys. 10, 2758-2766 (2008)
    DOI: dx.doi.org/10.1039/B718494H
     
  2. F. A. Bischoff, S. Höfener, A. Glöß, W. Klopper,
    Explicitly-correlated second-order perturbation theory calculations on molecules containing heavy main-group elements
    Theor. Chem. Acc. 121, 11-19 (2008)
    DOI: dx.doi.org/10.1007/s00214-008-0441-8
     
  3. S. Höfener, F. A. Bischoff, A. Glöß, W. Klopper,
    Slater-type geminals in explicitly-correlated second-order perturbation theory: Application to n-alkanols and analysis of error and basis-set requirements
    Phys. Chem. Chem. Phys. 10, 3390-3399 (2008)
    DOI: dx.doi.org/10.1039/B803575J


2007

  1. A. Hellweg, C. Hättig, S. Höfener, W. Klopper,
    Optimized accurate auxiliary basis sets for RI-MP2 and RI-CC2 calculations for the atoms Rb to Rn
    Theor. Chem. Acc. 117, 587-597 (2007)
    DOI: dx.doi.org/10.1007/s00214-007-0250-5