线性缩放局部自然轨道 CCSD(T) 开放系统的方法:算法,基准和大规模应用
P Bernát Szabó1, József Csóka1,2,3, Mihály Kállay1,2,3
1Department of Physical Chemistry and Materials Science, Faculty of Chemical Technology and Biotechnology, Budapest University of Technology and Economics, Műegyetem rkp. 3, H-1111 Budapest, Hungary.
一种新的计算方法,局部自然轨道合集群与单,双,扰动三次激发 (LNO-CCSD) 现在可用于高旋转的开分子. 这种高效的方法准确地模拟了大型复杂的系统,包括过渡金属和生物化学分子.
科学领域:
- 计算化学计算化学
- 量子化学 是一个量子化学.
- 理论化学 理论化学
背景情况:
- 精确的电子结构计算对于理解分子特性和反应性至关重要.
- 结合集群 (CC) 方法,特别是CCSDT,具有很高的准确性,但在计算上昂贵,限制了它们在较小的系统中的应用.
- 在激素和过渡金属化学中常见的开放系统,对标准的CC方法构成独特的挑战.
研究的目的:
- 扩展高度优化的局部自然轨道合集群用单,双和扰动三次激发 (LNO-CCSD(T)) 方法扩展到高旋转的开分子.
- 为大型开放系统开发一种高效准确的计算工具.
- 为了使以前无法使用高精度方法的系统中复杂电子结构的研究.
主要方法:
- 将LNO-CCSD (T) 方法扩展到受限制的开放引用.
- 从封闭LNO-CCSD (T) 变体采用高效算法,包括无代和无冗余的配方.
- 集成-直接,内存-经济和OpenMP-并行算法的应用,以提高性能.
主要成果:
- 开放的LNO-CCSD (T) 方法的效率与大型分子的封闭对应物相美.
- 对激素,电离过程,自旋状态分裂和过渡金属化合物的精度测试显示,平均相关性能量精度为99.9-99.95%.
- 该方法成功模拟了具有复杂电子结构的大型系统 (高达601个原子),包括具有挑战性的生物化学系统.
结论:
- 开发的开放LNO-CCSD (T) 实现为研究大型和复杂的开放系统提供了一个高度准确和高效的工具.
- 该方法使用广泛可访问的硬件实现了前所未有的规模和复杂性的系统的准确建模.
- 这一进步为催化,材料科学和涉及开物种的生物化学等领域的研究开辟了新的途径.
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
08:54Vibrational Spectra of a N719-Chromophore/Titania Interface from Empirical-Potential Molecular-Dynamics Simulation, Solvated by a Room Temperature Ionic Liquid
Published on: January 25, 2020
相关概念视频
Molecular Orbital Theory I
Atomic Orbitals
Molecular Orbital Theory II
Crystal Field Theory - Tetrahedral and Square Planar Complexes
Crystal field theory (CFT) is applicable to molecules in geometries other than octahedral. In octahedral complexes, the lobes of the dx2−y2 and dz2 orbitals point directly at the ligands. For tetrahedral complexes, the d orbitals remain in place, but with only four ligands located between the axes. None of the orbitals points directly at the tetrahedral ligands. However, the dx2−y2 and dz2 orbitals (along the Cartesian axes) overlap with the ligands less than the dxy,...
Valence Bond Theory and Hybridized Orbitals
A σ bond (single bond in a Lewis structure) is a covalent bond in which the electron density is...
The Energies of Atomic Orbitals
