BN 掺杂苯上的水：交换关联泛函的严峻检验及精确交换对弱结合的影响
化学物理
2016-11-18 v1 其他凝聚态物理
摘要
弱相互作用复合物的密度泛函理论（DFT）研究近来聚焦于范德华色散力的重要性，而交换的作用受到的关注则少得多。本文通过利用水与硼氮掺杂苯衍生物（1,2-氮杂硼啉）之间的微妙结合，展示了精确交换如何改变复合物内部的结合构型。我们通过显式关联量子化学方法计算了水单体在 1,2-氮杂硼啉上三种取向的基准值，并使用了扩散量子蒙特卡罗方法。对于众多流行的 DFT 交换关联泛函，我们表明缺乏精确交换会导致水在 1,2-氮杂硼啉上的最低能量取向错误。因此，我们认为高比例的精确交换及其带来的电子结构改进，对于准确预测掺杂表面及复杂有机分子上的物理吸附位点可能是必要的。同时，为预测正确的绝对相互作用能，对交换的精确描述需要由包含色散的泛函加以增强，而某些非局域范德华泛函（optB88- 和 optB86b-vdW）在绝对相互作用能方面表现非常出色。通过与水在苯和硼嗪（B₃N₃H₆）上的比较，我们表明这些结果可能对水与掺杂石墨烯表面的相互作用具有启示意义，并提出了一种调节相互作用能的可能途径。
引用
@article{arxiv.1611.05636,
title = {Water on BN doped benzene: A hard test for exchange-correlation functionals and the impact of exact exchange on weak binding},
author = {Yasmine S. Al-Hamdani and Dario Alfè and O. Anatole von Lilienfeld and Angelos Michaelides},
journal= {arXiv preprint arXiv:1611.05636},
year = {2016}
}