对氢键的极小实验偏置极大改善水的从头算分子动力学模拟
化学物理
2020-06-04 v1
摘要
实验导向模拟（EDS）是一类通过极小偏置系统哈密顿量以重现特定实验可观测量来改进分子模拟的技术中的一种方法。在先前将EDS应用于基于电子密度泛函理论（DFT）的从头算分子动力学（AIMD）模拟中，水的AIMD模拟被偏置以重现其实验导出的溶剂化结构。特别地，仅通过偏置O-O对关联函数，未被偏置的其他结构和动力学性质也得到了改善。本工作中，检验了直接偏置OH对关联的假设，该假设将为基于DFT的水在AIMD模拟中的性质提供更好改善。该假设背后的逻辑是，对于大多数水的电子DFT描述，由于DFT中异常的电荷转移和过度极化，氢键已知存在缺陷。利用EDS学习算法的最新进展，我们因而在AIMD水上训练了一个极小偏置，以重现源自高精度MB-pol水模型的O-H径向分布函数。随后确认，仅偏置O-H对关联即可导致改善的AIMD水性质，其结构和动力学性质比先前的EDS-AIMD模型更接近实验。
引用
@article{arxiv.2006.01929,
title = {A Minimal Experimental Bias on the Hydrogen Bond Greatly Improves Ab Initio Molecular Dynamics Simulations of Water},
author = {Paul B. Calio and Glen M. Hocky and Gregory A. Voth},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.01929},
year = {2020}
}
备注
28 pages, 10 total figures