具有化学精度的第一性原理表面化学

第一性原理计算是现代表面科学与多相催化的基石。然而，由于大量原子所带来的近似需求，准确的反应能与能垒高度往往难以获得。在此，我们结合局域关联与周期性关联波函数理论的进展，以化学精度（通常定义为 1~kcal/mol）求解表面上分子的多电子薛定谔方程。作为演示，我们研究了水在 \ce{Al2O3} 与 \ce{TiO2} 表面的行为，这两种原型且具工业重要性的金属氧化物使我们获得了在耦合簇单、双与微扰三重激发 [CCSD(T)] 水平上的收敛能量，该理论在分子量子化学中常被称为“金标准”。我们明确厘清了与水吸附和解离相关的能量学，使我们能够回应近期实验并分析更常用近似理论的误差。