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基于 SchNarc 的紫外吸收谱深度学习:化合物空间中可迁移性的初步探索

化学物理 2021-03-16 v1 机器学习

摘要

机器学习(ML)已显示出在几乎所有可能的方向上推进量子化学研究领域,并且最近也进入了激发态以研究分子的多面光化学。在本文中,我们追求两个目标:i) 我们展示如何通过改进 [Chem. Sci., 2017, 8, 6924-6935] 的电荷模型(该模型最初为电子基态的永久偶极矩矢量提出)来使用 ML 建模激发态的永久偶极矩和跃迁偶极矩。ii) 我们研究我们的激发态 ML 模型在化学空间中的可迁移性,即一个 ML 模型是否可以预测其从未训练过的分子的性质,以及它是否可以同时学习两个分子的不同激发态。为此,我们采用并扩展了我们先前报道的用于激发态 ML 的 SchNarc 方法。我们根据激发态能量和跃迁偶极矩计算紫外吸收谱,并根据由永久偶极矩矢量的 ML 模型推断的潜电荷计算静电势。我们在 CH2_2NH2+_2^+ 和 C2_2H4_4 上训练 ML 模型,同时对这些分子以及额外的 CHNH2_2、CH2_2NH 和 C2_2H5+_5^+ 进行预测。结果表明激发态的可迁移性是可能的。

关键词

引用

@article{arxiv.2007.07684,
  title  = {Deep Learning for UV Absorption Spectra with SchNarc: First Steps Towards Transferability in Chemical Compound Space},
  author = {Julia Westermayr and Philipp Marquetand},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2007.07684},
  year   = {2021}
}