时间依赖的Kohn-Sham电子动力学与非平衡等离子体反应相结合,通过原子学电磁模型来实现
Xunkun Huang1, Wenshu Zhang1, WanZhen Liang1
1State Key Laboratory of Physical Chemistry of Solid Surfaces, Collaborative Innovation Center of Chemistry for Energy Materials, Fujian Provincial Key Laboratory of Theoretical and Computational Chemistry, and Department of Chemistry, College of Chemistry and Chemical Engineering, Xiamen University, Xiamen 361005, People's Republic of China.
我们开发了一种新的计算方法,将实时时间依赖密度函数理论 (RT-TDDFT) 与波动电荷模型 (TD-ωFQ) 结合起来,以模拟等离子体-分子相互作用. 这种方法准确地模拟了用等离子体增强的分子行为和纳米结构设计.
科学领域:
- 计算化学的计算化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 物理化学 物理化学
背景情况:
- 精确的等离子体分子相互作用的计算建模对于理解和设计纳米结构至关重要.
- 现有的方法在有效模拟合的等离子体-分子系统方面面临挑战.
- 等离子体介导的效应显著影响分子性质和反应性.
研究的目的:
- 介绍一种用于模拟等离子体分子系统的新型混合计算方案.
- 为了实现等离子体介导电子和核动力学的准确和高效的实时模拟.
- 为了研究等离子体增强的分子行为和纳米结构设计的影响.
主要方法:
- 从其频域对应物开发了波动电荷 (TD-ωFQ) 模型的时间域配方.
- 将TD-ωFQ模型与实时时间依赖密度函数理论 (RT-TDDFT) 方法集成.
- 应用了结合RT-TDDFT/TD-ωFQ方案来研究离子体金属纳米粒子 (PMNPs) 附近的分子系统.
主要成果:
- 该RT-TDDFT/TD-ωFQ方案成功地模拟了合的等离子体-分子系统中的实时电子动态.
- 计算的非辐射衰变速率和等离子体增强吸收光谱,用于纳米颗粒附近的分子.
- 揭示了纳米粒子边缘效应对吸收增强的影响,这是由于 ωFQ 模型的原子性质.
结论:
- 在RT-TDDFT/TD-ωFQ混合方法提供了一个准确和高效的协议模拟等离子体分子相互作用.
- 这种方法促进了对增强等离子体的光物理和光化学过程的理解.
- 这种方法促进了纳米结构的合理设计和控制,以满足定制的分子特性.
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