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<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Lee,&#x20;Jung-Hoon</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Lee,&#x20;Sang-Hoon</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Son,&#x20;Young-Woo</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="accessioned">2025-07-18T08:31:02Z</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="available">2025-07-18T08:31:02Z</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="created">2025-07-18</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="issued">2025-07</dcvalue>
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<dcvalue element="description" qualifier="abstract">We&#x20;present&#x20;a&#x20;comprehensive&#x20;benchmarking&#x20;study&#x20;of&#x20;first-principles&#x20;calculation&#x20;methods,&#x20;based&#x20;on&#x20;density&#x20;functional&#x20;theory&#x20;(DFT)&#x20;and&#x20;its&#x20;extensions,&#x20;to&#x20;evaluate&#x20;the&#x20;fundamental&#x20;and&#x20;optical&#x20;band&#x20;gaps&#x20;of&#x20;nanoporous&#x20;materials,&#x20;including&#x20;metal-organic&#x20;frameworks&#x20;(MOFs),&#x20;covalent-organic&#x20;frameworks&#x20;(COFs),&#x20;and&#x20;a&#x20;zeolite.&#x20;We&#x20;find&#x20;that&#x20;a&#x20;hybrid&#x20;approach&#x20;using&#x20;the&#x20;HSE06&#x20;functional&#x20;generally&#x20;underestimates&#x20;the&#x20;fundamental&#x20;band&#x20;gaps&#x20;compared&#x20;to&#x20;the&#x20;nonself-consistent&#x20;GW&#x20;(G0W0)&#x20;approximation,&#x20;and&#x20;a&#x20;DFT&#x20;approach&#x20;incorporating&#x20;self-consistent&#x20;extended&#x20;Hubbard&#x20;interactions&#x20;shows&#x20;varying&#x20;agreement&#x20;with&#x20;G0W0&#x20;results&#x20;depending&#x20;on&#x20;the&#x20;electronic&#x20;characteristics&#x20;of&#x20;materials.&#x20;Using&#x20;the&#x20;Bethe-Salpeter&#x20;equation&#x20;(BSE)&#x20;on&#x20;top&#x20;of&#x20;G0W0&#x20;calculations&#x20;(G0W0+BSE)&#x20;and&#x20;time-dependent&#x20;DFT&#x20;(TDDFT)&#x20;with&#x20;the&#x20;PBE&#x20;functional,&#x20;we&#x20;compute&#x20;optical&#x20;band&#x20;gaps&#x20;and&#x20;absorption&#x20;spectra&#x20;that&#x20;are&#x20;in&#x20;good&#x20;agreement&#x20;with&#x20;experiments.&#x20;In&#x20;particular,&#x20;G0W0+BSE&#x20;outperforms&#x20;TDDFT&#x20;with&#x20;mean&#x20;absolute&#x20;errors&#x20;(MAEs)&#x20;of&#x20;0.68&#x20;and&#x20;1.00&#x20;eV,&#x20;respectively,&#x20;for&#x20;the&#x20;computed&#x20;optical&#x20;band&#x20;gaps.&#x20;Furthermore,&#x20;we&#x20;find&#x20;that&#x20;exciton&#x20;binding&#x20;energies&#x20;in&#x20;nanoporous&#x20;materials&#x20;are&#x20;significantly&#x20;larger&#x20;than&#x20;those&#x20;of&#x20;inorganic&#x20;systems,&#x20;attributed&#x20;to&#x20;the&#x20;spatial&#x20;localization&#x20;of&#x20;the&#x20;valence&#x20;band&#x20;maximum&#x20;(VBM)&#x20;and&#x20;conduction&#x20;band&#x20;minimum&#x20;(CBM)&#x20;on&#x20;the&#x20;same&#x20;structural&#x20;subunit.&#x20;These&#x20;results&#x20;provide&#x20;valuable&#x20;insights&#x20;into&#x20;the&#x20;performance&#x20;of&#x20;different&#x20;computational&#x20;methodologies&#x20;for&#x20;nanoporous&#x20;materials&#x20;and&#x20;offer&#x20;practical&#x20;guidance&#x20;for&#x20;the&#x20;development&#x20;and&#x20;application&#x20;of&#x20;first-principles&#x20;approaches&#x20;in&#x20;materials&#x20;with&#x20;high&#x20;porosity.</dcvalue>
<dcvalue element="language" qualifier="none">English</dcvalue>
<dcvalue element="publisher" qualifier="none">American&#x20;Chemical&#x20;Society</dcvalue>
<dcvalue element="title" qualifier="none">Benchmarking&#x20;First-Principles&#x20;Approaches&#x20;for&#x20;the&#x20;Band&#x20;Gap&#x20;Prediction&#x20;of&#x20;Nanoporous&#x20;Materials</dcvalue>
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<dcvalue element="identifier" qualifier="doi">10.1021&#x2F;acs.jctc.5c00818</dcvalue>
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<dcvalue element="identifier" qualifier="bibliographicCitation">Journal&#x20;of&#x20;Chemical&#x20;Theory&#x20;and&#x20;Computation,&#x20;v.21,&#x20;no.14,&#x20;pp.6922&#x20;-&#x20;6932</dcvalue>
<dcvalue element="citation" qualifier="title">Journal&#x20;of&#x20;Chemical&#x20;Theory&#x20;and&#x20;Computation</dcvalue>
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