用于电化学系统模拟中电极电荷的零质量约束分子动力学
统计力学
2021-05-17 v1 化学物理
计算物理
摘要
经典分子动力学模拟近来已成为研究电化学系统的标准工具。最先进的方法将电极表示为完美导体，通过其所谓涨落电荷模型对电解质电荷分布的响应进行建模。这些涨落电荷是附加自由度，在 Born-Oppenheimer 精神下，它们瞬时适应环境变化以使各电极保持恒定电势。在此我们表明，该模型可在约束分子动力学框架内处理，从而得到系统所有自由度演化的辛且时间可逆算法。新方法的计算成本和精度与当前该模型的其他实现相似。其优势在于算法形式性质所保证的精度和长期稳定性，以及可系统性引入任意数量和形式的附加运动学条件。我们通过在一个由两层石墨电极夹一层液态水 slab 构成的简单电容器中强制电极电中性，说明了约束动力学方法的性能。
引用
@article{arxiv.2003.04543,
title = {Mass-zero constrained molecular dynamics for electrode charges in simulations of electrochemical systems},
author = {Alessandro Coretti and Laura Scalfi and Camille Bacon and Benjamin Rotenberg and Rodolphe Vuilleumier and Giovanni Ciccotti and Mathieu Salanne and Sara Bonella},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.04543},
year = {2021}
}