评估用于第一性原理模拟G-I和G-II熔融氟化盐的色散模型
材料科学
2026-04-23 v2 其他凝聚态物理
摘要
基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理分子动力学(AIMD)是模拟熔盐的有力方法。然而，标准交换关联泛函通常忽略色散相互作用，从而在性质预测中引入潜在误差。色散校正通常被临时应用以匹配实验盐密度，但其对预测盐的结构、热物理和输运性质的系统性影响尚未得到检验。本研究评估了Grimme的DFT-D和非局域范德华(vdW-DF)校正对与反应堆应用相关的第I族(LiF, NaF, KF)和第II族(BeF, MgF, CaF)熔融氟化物的影响。结果表明，色散校正对结合能影响较小，但显著影响密度预测。跨组分和温度的系统性基准测试显示，与vdW-DF相比，半经验色散模型通常能产生更准确的密度。在固定密度下，扩散系数对色散校正基本保持不变，而配位数分布则根据所选色散模型表现出显著差异。特别是BeF，它与其他氟化物不同，在缺乏色散校正时表现出显著的结构和动力学差异。这凸显了对于促进中长程有序的高电荷密度阳离子，色散效应的必要性。这些发现为熔盐模拟中选择色散模型提供了一个系统性框架，改进了密度和结构预测。
引用
@article{arxiv.2604.18139,
title = {Evaluating dispersion models for ab initio simulation of G-I and G-II molten fluoride salts},
author = {Shubhojit Banerjee and Rajni Chahal-Crockett and Julian Barra and Stephen T Lam},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.18139},
year = {2026}
}