网络均衡化与第一性原理液态水
软凝聚态物质
2009-11-10 v3 化学物理
摘要
受最近在初步模拟中发现的液态水极低扩散系数的启发, 我们研究了其随温度、系统规模和模拟时长的依赖性。我们采用 Born-Oppenheimer 方法从密度泛函理论(DFT)中获得的力进行原子分子动力学(AIMD)模拟。该方法的线性规模能力使我们能够考虑更大的系统规模(本研究最高可达 128 分子), 尽管本文的主要工作重点仍在时间尺度上。我们得到的扩散系数显著低于实验值, 与类似方法的最新研究结果一致。若将模拟温度缩低约 20%, 可获得较好的与 D(T) 实验的一致性。仍是一个未决问题, 是技术近似(基组、线性规模下的局部分散)或系统规模(降至 32 分子)导致结果偏差, 还是量子润动本身?我们发现, 长均衡时间需求源于 H 键网络重排过程较慢(在 AIMD 室温下至少需要 20 ps)。扩散系数与网络缺陷密切相关。该关联并非模拟的伪影, 而是液态水的真实特性。
引用
@article{arxiv.cond-mat/0407237,
title = {Network equilibration and first-principles liquid water},
author = {M. V. Fernandez-Serra and Emilio Artacho},
journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0407237},
year = {2009}
}
备注
10 pages, 12 figures. Journal reference added