水-离子团簇中的自相互作用修正
化学物理
2021-03-17 v1
摘要
我们研究了密度泛函近似中各类水-离子团簇的自相互作用误差的重要性。我们采用了 Fermi-Löwdin 轨道自相互作用修正（FLOSIC）方法结合 LSDA、PBE 和 SCAN 来描述氢键结合的水-离子团簇（即水-水合氢离子、水-氢氧根离子、水-卤离子）以及非氢键结合的水-碱金属团簇的结合能。在氢键结合的水-离子团簇中，结构单元由氢原子连接，尽管这种连接比水分子间正常的氢键更强且作用范围更长，因为离子上的单极子与水分子上的永久偶极和诱导偶极均发生相互作用。我们发现自相互作用误差使氢键结合的水-离子团簇过度结合，而 FLOSIC 减小了该误差并使结合能更接近高层级计算结果。非氢键结合的水-碱金属团簇受自相互作用误差影响不显著。自相互作用修正的 PBE 预测了氢键结合的水-离子团簇中最低的平均无符号误差（结合能 50 meV/\ce{H2O}）。自相互作用误差还很大程度上依赖于团簇尺寸，且 FLOSIC 未能准确捕捉所有团簇中的细微变化，表明需要进一步改进。
引用
@article{arxiv.2012.13469,
title = {Self-Interaction Correction in Water-Ion Clusters},
author = {Kamal Wagle and Biswajit Santra and Puskar Bhattarai and Chandra Shahi and Mark R. Pederson and Koblar A. Jackson and John P. Perdew},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.13469},
year = {2021}
}
备注
13 pages, 9 figures