量子蒙特卡洛方法研究活性氧物种的性质
化学物理
2014-07-04 v2 强关联电子
计算物理
量子物理
摘要
氧分子在其单重态和三重态以及许多含氧小自由基和阴离子的电子性质在化学、生物学和大气科学的不同领域中具有重要作用。然而，由于难以正确描述存在一个或多个未配对电子时的静态和动态相关效应，这类物种的电子结构对从头计算方法构成了挑战。只有最高水平的量子化学方法才能可靠地表征其分子性质，如结合能、平衡结构、分子振动、电荷分布和极化率。在本工作中，我们使用变分蒙特卡洛（VMC）和晶格正则化蒙特卡洛（LRDMC）方法研究氧和活性氧物种的平衡几何结构和分子性质。量子蒙特卡洛方法与Jastrow反对称化双子幂（JAGP）波函数拟设结合使用，该拟设最近被证明能有效描述不同分子系统的静态和动态相关。我们特别研究了氧分子、超氧阴离子、一氧化氮自由基及其阴离子、羟基和过氧羟基自由基及其对应阴离子，以及三氧化氢自由基。总体而言，该方法通过紧凑但完全优化的基组，以的计算成本（其中为电子数）正确描述了这些系统的几何和电子性质。因此，本工作为通过第一性原理精确研究大型复杂氧物种的能量学和反应性开辟了道路。
引用
@article{arxiv.1403.2636,
title = {Properties of Reactive Oxygen Species by Quantum Monte Carlo},
author = {Andrea Zen and Bernhardt L. Trout and Leonardo Guidoni},
journal= {arXiv preprint arXiv:1403.2636},
year = {2014}
}