有限温度热辅占满密度泛函理论、初步分子动力学和量子力学/分子力学方法
化学物理
2026-03-03 v1 强关联电子
计算物理
量子物理
摘要
最近，热辅占满密度泛函理论（TAO-DFT）[J.-D. Chai, J. Chem. Phys. 136, 154104 (2012)] 已被证明为研究绝对零度下大型多参考（MR）系统基态性质的高效且准确的电子结构方法。为探索大型 MR 系统在有限电子温度下的热平衡性质，本文提出了 TAO-DFT 的有限温度（FT）扩展，称为 FT-TAO-DFT。此外，为了解大型 MR 系统在有限温度下的动力学信息，将 FT-TAO-DFT 与初步分子动力学结合，得到 FT-TAO-AIMD。另外，我们还开发了基于 FT-TAO-DFT 的量子力学/分子力学（QM/MM），称为 FT-TAO-QM/MM，以在有限温度下提供大型 MR 子系统嵌入 MM 环境的热平衡性质的经济描述。此外，FT-TAO-DFT、FT-TAO-AIMD 和 FT-TAO-QM/MM 方法被用于探索 n-醇（n = 2--6）的放电本质和红外（IR）光谱，这些醇由 n 个线性融合的苯环组成，处于真空和氦气（Ar）基质中，均为有限温度条件。根据我们的计算，对于 1000 K 或更低温度下的 n-醇，电子温度对其放电本质和 IR 光谱影响很小，而核温度对这些性质有显著影响。对于绝对零度下的 Ar 基质中的 n-醇，Ar 基质对 n-醇的放电本质几乎没有影响，而 n-醇和 Ar 原子的共沉积程序可能影响 n-醇的 IR 光谱。
引用
@article{arxiv.2512.20313,
title = {Finite-Temperature Thermally-Assisted-Occupation Density Functional Theory, Ab Initio Molecular Dynamics, and Quantum Mechanics/Molecular Mechanics Methods},
author = {Shaozhi Li and Jeng-Da Chai},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.20313},
year = {2026}
}
备注
48 pages, 18 figures, 1 table