在材料中使用短期不平衡分子动力学有效建模电荷载体的量子动力学
Bipeng Wang1, Yifan Wu2, Dongyu Liu3
1Department of Chemical Engineering, University of Southern California, Los Angeles, California 90089, United States.
缩短的非adiabatic分子动力学 (NAMD) 模拟为激发状态过程提供了实用的见解. 这种方法通过使用简短的,部分平衡的轨迹,显著降低了材料发现的计算成本.
科学领域:
- 计算化学计算化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 量子力学就是量子力学.
背景情况:
- 非adiabatic分子动力学 (NAMD) 对于理解激发状态现象至关重要.
- 目前的NAMD方法在计算上昂贵,需要大量的模拟时间.
- 简化对于材料发现的实际应用是必要的.
研究的目的:
- 为NAMD模拟开发一个计算效率高的协议.
- 为了证明使用短,部分平衡的初始轨迹的可行性.
- 为了能够快速选激发状态动态的新材料.
主要方法:
- 使用经典路径近似来节省计算成本.
- 在地方结构中采用短 (1-2 ps) 起始轨迹.
- 为不同类型的材料 (例如,缺陷,玻璃系统) 开发特定的模拟协议.
- 整合机器学习力场,用于像谷物边界这样的复杂系统.
主要成果:
- 实际的NAMD结果可以通过显著更短的轨迹实现.
- 短轨道捕获有缺陷的结构中不可或缺的无调运动.
- 10倍短的轨迹引入了可接受的10-20%的时间尺度错误.
- 该协议对金属化物矿的点缺陷有效.
结论:
- 一个实用的NAMD协议可以快速选激发状态动态.
- 这种方法加速了对新材料的探索和发现.
- 该方法平衡了计算效率与许多应用程序的可接受准确性.
更多相关视频
10:52Multiscale Sampling of a Heterogeneous Water/Metal Catalyst Interface using Density Functional Theory and Force-Field Molecular Dynamics
Published on: April 12, 2019
11:33All-electronic Nanosecond-resolved Scanning Tunneling Microscopy: Facilitating the Investigation of Single Dopant Charge Dynamics
Published on: January 19, 2018
相关概念视频
Theory of Metallic Conduction
In this theory, Newton's second law of motion is used to determine the acceleration of an electron in the presence of an applied electric field. Then, its velocity is expressed via this acceleration.
An electron moves through the crystal, containing positive ions,...
The Quantum-Mechanical Model of an Atom
Carrier Transport
Drift Current:
The drift of charge carriers is started by an external electric field (E). Charged particles, such as electrons and holes, experience an acceleration between collisions with lattice atoms. For electrons, this results in a drift velocity (vd) given by:
The Bohr Model
Energy Associated With a Charge Distribution
The de Broglie Wavelength
