核量子效应引起的六角冰密度对原子间距变化的依赖性
材料科学
2025-05-12 v1
摘要
六角冰（）是冰最常见的结构，展现出多种迷人的性质。尽管付出了巨大努力，目前仍缺乏对其所有性质的理论描述。特别是，正确解释其密度和原子间相互作用至关重要，这是深入理解其他性质的基石。深度势能是研究性质的一种新兴替代方法，旨在将从头算模拟的精度与经典分子动力学的简便性和可扩展性结合起来。当人们希望处理核量子效应时，这一点变得尤为重要。在这项工作中，我们使用针对不同交换关联泛函获得的机器学习势来模拟的结构和振动性质。我们发现，与实验结果相比，大多数泛函高估了冰的密度。此外，对原子核的量子处理导致与实验结果的偏差更大。我们通过强调不同的原子间相互作用如何在获得平衡密度中发挥作用来理解这一点。特别是，与水团簇和体相水不同，核量子效应导致中的氢键更强。
引用
@article{arxiv.2505.06132,
title = {Hexagonal ice density dependence on inter atomic distance changes due to nuclear quantum effects},
author = {Lucas T. S. de Miranda and Márcio S. Gomes-Filho and Mariana Rossi and Luana S. Pedroza and Alexandre R. Rocha},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.06132},
year = {2025}
}