在偏差下启用ab initio分子动力学:CP2K+SMEAGOL接口用于整合密度函数理论和非平衡绿色函数
Christian S Ahart1, Sergey K Chulkov2, Clotilde S Cucinotta1
1Imperial College London, Department of Chemistry and Thomas Young Centre, Molecular Sciences Research Hub, London W12 0BZ, U.K.
我们开发了一个用于量子运输模拟的新接口,在现实的条件下实现大型系统的分子动力学. 这种方法结合了密度函数理论 (DFT) 与非平衡绿色.
科学领域:
- 计算物理 计算物理
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 量子化学 是一个量子化学.
背景情况:
- 密度函数理论 (DFT) 和非平衡格林函数 (NEGF) 对于量子运输的建模至关重要.
- 在偏差下精确的量子传输模拟在计算上要求很高.
- 现有的工具缺乏用于大型冷凝相系统的全面功能.
研究的目的:
- 在CP2K和SMEAGOL之间引入一个新的接口,以进行增强的DFT-NEGF计算.
- 在CP2K+SMEAGOL框架内实施和验证当前诱导的力量.
- 为了证明DFT-NEGF在偏差下凝结相系统的分子动力学模拟的能力.
主要方法:
- 开发了一个新的接口,将CP2K电子结构包与SMEAGOL NEGF代码连接起来.
- 实施电流诱导力来模拟偏差驱动动力学.
- 使用1D Au线,平行板电容器和Au-H2-Au连接器验证了接口.
主要成果:
- 在CP2K+SMEAGOL和基于SIESTA的NEGF计算之间达成良好一致.
- 在偏差下成功演示了化Au线的分子动力学模拟.
- 新的接口是迄今为止CP2K中最丰富的DFT-NEGF实现.
结论:
- CP2K+SMEAGOL接口为量子传输研究提供了一个强大而高效的工具.
- 这项工作首次使得在现实的操作条件下对大型冷凝相系统的DFT-NEGF分子动力学成为可能.
- 开发的接口显著推进了纳米电子设备和材料的模拟.
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
05:51Isotopic Effect in Double Proton Transfer Process of Porphycene Investigated by Enhanced QM/MM Method
Published on: July 19, 2019
相关概念视频
Molecular Geometry and Dipole Moments
Coupled Reactions
Energy in adenosine triphosphate or ATP molecules is easily accessible to do work. ATP powers the majority of energy-requiring cellular reactions....
Interfacial Electrochemical Methods: Overview
Chemical Shift: Internal References and Solvent Effects
The internal reference compound generally used in NMR spectroscopy is tetramethylsilane (TMS). TMS is preferred because it is chemically inert, soluble in NMR solvents, and easily removable. Also, the highly shielded methyl protons in TMS yield an intense...
π Electron Effects on Chemical Shift: Overview
Thermal Sigmatropic Reactions: Overview
Sigmatropic shifts are classified based on an order term [i, j ], where i and j indicate the number of atoms across which each end of the σ bond migrates. Below are examples of a [3,3] sigmatropic shift in...
