水-空气界面上从头算液态水的表面张力
化学物理
2016-06-22 v1
摘要
我们报道了使用从头算分子动力学（AIMD）模拟计算水-空气界面的表面张力。我们通过力场分子动力学（MD）模拟研究了水的表面张力对模拟晶胞尺寸的依赖性，结果表明计算得到的表面张力随模拟晶胞尺寸增大而增加，从而说明AIMD模拟中使用的小系统需要有限尺寸效应修正。AIMD模拟揭示，由于Pulay应力，双-{\xi}基组高估了实验测量的表面张力，而三-和四-{\xi}基组给出相似结果。我们进一步证明范德华修正对表面张力有关键影响。无范德华修正的AIMD模拟大幅低估表面张力，而使用Grimme的D2技术的范德华修正导致的表面张力值过高。Grimme的D3范德华修正给出的表面张力接近实验值。尽管范德华修正和基组的具体选择关键影响计算的表面张力，但表面张力对交换关联泛函的细节却惊人地不敏感，这突显了长程相互作用对表面张力的影响。这些模拟值为改进范德华修正以及水相界面的AIMD模拟提供了重要基准。
引用
@article{arxiv.1603.01658,
title = {Surface Tension of Ab Initio Liquid Water at the Water-Air Interface},
author = {Yuki Nagata and Tatsuhiko Ohto and Mischa Bonn and Thomas D Kühne},
journal= {arXiv preprint arXiv:1603.01658},
year = {2016}
}
备注
21 pages, 2 figures