基于密度相关势的有机分子在熔体和薄膜中的准粒子细化
软凝聚态物质
2025-12-19 v1
摘要
共轭有机分子在广泛的光电器件中发挥核心作用，包括有机发光二极管、有机场效应晶体管和有机光伏电池。计算设计这些材料的一个主要瓶颈是仿真与实验的时间尺度和长度尺度之间的差异。粗细化 (CG) 提供了一个承诺的解决方案，通过减少冗余的自由度和平滑势能势能景观，从而显著加速分子动力学仿真。然而，标准的 CG 模型通常从均匀的 bulk 仿真中参数化，假设密度无关的有效相互作用。结果往往无法准确再现非均匀系统，如（free-standing）薄膜，因为对液体-真空界面特性的表述不正确。本文发展了一种 CG 参数化策略，纳入局部密度相关势，以捕捉材料异质性。我们通过模拟 free-standing 薄膜并比较所有原子和 CG 仿真中界面定向序参数来评估该方法。结果表明，所得 CG 模型准确再现了 bulk 密度和径向分布函数，以及液体-真空界面上的分子取向。这项工作为可靠的、以计算为驱动的有机分子系统中原子分辨率界面序预测铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2512.16737,
title = {Accurate coarse-graining of small organic molecules in melts and thin films using density-dependent potentials},
author = {Sayan Dutta and Maria C. Lesniewski and Muhammad Nawaz Qaisrani and W. G. Noid and Denis Andrienko and Arash Nikoubashman},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.16737},
year = {2025}
}