利用最新的\textit{ab initio}理论,建立了一个新的甲烷九维势能面。PES是基于显式相关耦合集群计算外推到完整的基组限制,并采用了一系列更高级别的附加能量校正。其中包括:核心价电子相关,高阶耦合集团项超出微扰三倍,标量相对论效应和对角Born-Oppenheimer修正。子波数精度实现了大多数实验已知的振动能级与四个基本的$^{12}$ CH $_4$再现与均方根误差为$0.70{\,}$ cm $^{-1}$。计算的\textit{ab initio}平衡C{--}H键长是在良好的协议与以前的值,尽管纯旋转能量显示微小的系统误差作为$J$(旋转激发)增加。结果表明,这些误差可以显着减少,通过调整平衡的几何形状。PES代表了迄今为止最精确的\textit{ab initio}表面,并将作为经验改进的良好起点。
英文摘要:
A new nine-dimensional potential energy surface (PES) for methane has been generated using state-of-the-art \textit{ab initio} theory. The PES is based on explicitly correlated coupled cluster calculations with extrapolation to the complete basis set limit and incorporates a range of higher-level additive energy corrections. These include: core-valence electron correlation, higher-order coupled cluster terms beyond perturbative triples, scalar relativistic effects and the diagonal Born-Oppenheimer correction. Sub-wavenumber accuracy is achieved for the majority of experimentally known vibrational energy levels with the four fundamentals of $^{12}$CH$_4$ reproduced with a root-mean-square error of $0.70{\,}$cm$^{-1}$. The computed \textit{ab initio} equilibrium C{--}H bond length is in excellent agreement with previous values despite pure rotational energies displaying minor systematic errors as $J$ (rotational excitation) increases. It is shown that these errors can be significantly reduced by adjusting the equilibrium geometry. The PES represents the most accurate \textit{ab initio} surface to date and will serve as a good starting point for empirical refinement.
CH$_4\cdot$F$^-$ revisited: Full-dimensional ab initio potential energy surface and variational vibrational states
采用ROBOSURFER程序包,对CH $_4\cdot$ F $^-$络合物进行了从头算全维势能面(PES)的自动化研究.新的潜力提供了一个近光谱质量的描述在广泛的配置范围内,包括甲烷离子的解离,以及孤立的甲烷振动。特别是,它改进了早期的[Czakó,Braams,Bowman(2008)] PES在中间甲烷-氟化物距离。全维(12维)变分振动计算,使用新的PES和GENIUSH-Sjerak算法表明,隧穿分裂大于0.1厘米$^{-1}$下面出现的四个等效的最小值的复杂的相互转换障碍的顶部。
Exact quantum dynamics background of dispersion interactions: case study for CH$_4\cdot$Ar in full (12) dimensions
本文对甲烷分子和氩原子的范德华复合体建立了一个光谱性质的全维\emph{ab initio}势能面。使用GENIUSH计算机程序和Scorpak稀疏网格方法在该表面上计算变分振动状态,包括甲烷-氩复合物的所有十二(12)个振动自由度。全维计算使得研究相互作用和扭曲效应的细节成为可能,并对弱束缚复合物量子动力学研究中经常使用的降维模型进行直接评估。仅包括单个谐振子基函数(9D)以描述甲烷碎片的12维(12 D)振动计算(为此我们使用基态有效结构作为参考结构)相对于会聚的12维束缚态激发能具有0.40 cm $^{-1}$均方根误差(rms),其小于用$\langle r \rangle_0$甲烷结构建立的3D模型的RMS的一半。允许10个基函数的甲烷碎片,均方根的束缚态振动能降低到0.07厘米$^{-1}$,这是比3D模型好得多。全维的势能面正确地描述了系统的解离,这与进一步发展的变分(RO)振动方法打开的路线上激发的甲烷振动和能量转移的分散力的作用的研究从内到分子间的振动模式。
Measurement and assignment of J = 5 to 9 rotational energy levels in the 9070-9370 cm$^{-1}$ range of methane using optical frequency comb double-resonance spectroscopy
Measurement and assignment of $\it{J}$ $\geq$ 10 rotational energy levels in the 9510 to 9810 cm$^{-1}$ and 6590 to 6900 cm$^{-1}$ ranges of methane using optical frequency comb double-resonance spectroscopy
Umeå University(于默奥大学);Université Bourgogne Europe(勃艮第欧洲大学);University of Virginia(弗吉尼亚大学)
Preparing Small Gaussian Basis for Highly Accurate Ab Initio Description of Lithium Rydberg States
FZU - Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences(捷克科学院物理研究所);Institute of Physics, Faculty of Mathematics and Physics, Charles University(查尔斯大学数学物理学院物理研究所)
Universal Interatomic Potentials as Configuration-Space Generators for One-Shot and Iterative Fine-Tuning of Ab Initio-Accurate Material-Specific Models
Quantum calculation of the collision-induced line-shape effects in antiprotonic helium and the new accurate ab initio $\bar{p}$He$^{+}$-He potential energy surface
Ab initio Monte Carlo simulations for finite-temperature properties: Application to lithium clusters and bulk liquid lithium
采用从头算蒙特卡罗模拟方法研究了不同温度下液态锂和锂团簇的平衡性质。采用第一性原理密度泛函方法计算了每种构型变化的势能变化,然后根据Metropolis Monte Carlo方案进行接受或拒绝。所得的结构性能进行比较,从实验测量和从头算分子动力学模拟的数据。结果表明,精确的结构信息,可以得到与从头计算蒙特卡罗模拟的计算成本相比,从头计算分子动力学方法。我们证明,从头算蒙特卡罗模拟的性质相当大的凝聚态系统在非零温度是可行的。
A room temperature CO$_2$ line list with ab initio computed intensities
大气中二氧化碳的浓度正在通过遥感实验进行密切监测,这些实验依赖于已知的谱线强度,不确定性为0.5%或更好。我们报告了一个理论研究,提供旋转振动线强度基本上在所需的精度的基础上使用一个高度准确的{ \it从头}偶极矩表面(DMS)。开发的理论模型是用来计算CO $_2$强度的不确定性估计通知交叉比较线列表计算使用对势能面(PES)和DMS的类似的高品质。这将产生线的灵敏度,利用我们的结果的可靠性分析。最终结果与最近的精确测量以及HITRAN 2012数据库进行比较。从有效哈密顿量计算中获得跃迁频率,以产生一个全面的谱线列表,该谱线列表涵盖了在$T=296$ ~K下低于8000 cm $^{-1}$和大于10 $^{-30}$ cm /分子的所有$^{12}$ C $^{16}$ O $_2$跃迁
Efficient "on-the-fly" calculation of Raman spectra from \textit{ab-initio} molecular dynamics: Application to hydrophobic/hydrophilic solutes in bulk water