广义键极化模型：提高原子模型中拉曼光谱的准确性
材料科学
2025-01-22 v1
摘要
拉曼光谱是分子、液体和固体研究的重要工具。虽然拉曼光谱可从分子动力学 (MD) 模拟中从理论上获得，但这需要沿模拟轨迹计算电子极化率。首 principles 计算电子极化率计算昂贵，促使开发原子模型以评估系统原子坐标变化导致的电子极化率变化。键极化模型 (BPM) 是最古老、最简单的原子模型之一，但无法再现角振动的效应，导致拉曼光谱建模不准确。本文演示了通过包括通常被认为不涉及键合的原子对，扩充 BPM 能显著提高极化率建模和拉曼光谱计算的准确性。广义 BPM (GBPM) 能高精度再现 SO2、H2S、H2O、NH3、CH4、CH3OH 和 CH3CH2OH 等所测试分子的 ab initio 极化率和拉曼光谱，也显示出对更复杂的铅锂钛氧化物系统具有显著改善的 ab initio 结果一致性。对于液态水，基于 GBPM 评估极化率的各向异性拉曼光谱与实验光谱显著改善，与使用 BPM 推导的光谱相比。因此，GBPM 可用于大规模分子动力学建模拉曼光谱，并为进一步发展原子极化率模型提供良好基础。
引用
@article{arxiv.2501.12059,
title = {Generalized Bond Polarizability model for more accurate atomistic modeling of Raman spectra},
author = {Atanu Paul and Nagaprasad Reddy Samala and Ilya Grinberg},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.12059},
year = {2025}
}