Effect of Li Adsorption on the Electronic and Hydrogen Storage Properties of Acenes: A Dispersion-Corrected TAO-DFT Study
由于强的静态关联效应和非共价相互作用的存在，用传统的电子结构方法精确预测含n个线性稠合苯环（n = 3 - 8）的锂吸附并苯的电子和储氢性质是非常具有挑战性的.为了应对这一挑战，我们使用我们最近开发的热辅助占据密度泛函理论（TAO-DFT）与色散校正研究这些属性。与纯并苯相反，Li吸附的并苯上的H2分子的结合能在理想的结合能范围内（约20至40 kJ/mol每H2）。此外，Li吸附的并苯的H2重量储存容量在9.9至10.7重量%的范围内，满足美国能源部（USDOE）7.5重量%的最终目标。在我们的研究结果的基础上，锂吸附并苯可以是高容量的贮氢材料可逆吸放氢在环境条件下。
2016-08-06 physics.chem-ph physics.comp-ph
Short- and long-range corrected hybrid density functionals with the D3 dispersion corrections
我们提出了一个短程和长程校正（SLC）混合方案，在零和无限远电子间距离下使用100% Hartree-Fock（HF）交换，其中发展了三个具有D3色散校正的SLC混合密度泛函（SLC-LDA-D3，SLC-PBE-D3和SLC-B 97-D3）. SLC-PBE-D3和SLC-B 97-D3被证明是准确的一个非常不同的应用范围，如核心电离和激发能，热化学，动力学，非共价相互作用，对称自由基阳离子的解离，垂直电离势，垂直电子亲合势，基本的差距，和价，里德伯，和远程电荷转移激发能。相对于omegaB 97 X-D，SLC-B 97-D3提供了核心电离和激发能的显著改善，以及自相互作用、渐近线、能隙和电荷转移问题的显著改善，同时在热化学、动力学和非共价相互作用方面表现相似。
2016-11-03 physics.atom-ph physics.chem-ph physics.comp-ph
Modified Opposite-Spin-Scaled Double-Hybrid Functionals
本文提出用MOS-MP2替代SOS-MP2构建改进的双杂化密度泛函，发现在无色散校正时精度显著提升，但加入DFT-D4后优势消失，且在过渡金属体系仍逊于SCS双杂化泛函。
2024-08-25 physics.chem-ph
Benchmark tests of a strongly constrained semilocal functional with a long-range dispersion correction
强约束和适当赋范（SCAN）半局部密度泛函[J. Sun，A. Ruzsinszky，J. P. Perdew \textit{Phys. Rev. Lett.} { \bf 115}，036402（2015）]遵守元广义梯度近似（元GGA）的所有17个已知精确约束，并且包括一些中程相关效应。长程伦敦色散相互作用仍然缺失，但可以通过适当的修正方案来解释。在这项研究中，我们结合SCAN与一个有效的伦敦色散校正，并表明简单的有机晶体的晶格能可以提高50%的应用校正。伦敦色散校正的SCAN元-GGA优于所有其他测试的伦敦色散校正的元-GGA的分子几何形状。我们的新方法提供了平均绝对偏差（MAD）的主基团键长始终低于1 μ m，旋转常数与MAD的0.2%，和非共价距离与MAD低于1%。对于一般主基热化学和动力学的大型数据库，它还提供了低于4 kcal/mol的加权平均绝对偏差，这是长程校正的meta-GGA泛函的最低值之一。我们还讨论了元GGA遇到的数值敏感性的一些后果。
2016-05-23 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Cohesive properties of noble metals by van der Waals-corrected Density Functional Theory
采用vdW-DF、vdW-DF 2、vdW-DF-cx、rVV 10和PBE-D等不同的vanderWaals修正的密度泛函理论方法计算了贵金属的结合能、平衡晶格常数和体弹性模量。两个专门设计的方法也被开发，以有效地包括动态屏蔽效应：DFT/vdW-WF 2 p方法，基于生成的最大局域化的Wannier函数，和RPAp计划（在两个变体），基于单振荡器模型的本地化电子响应。与没有明确列入范德华效应，如LDA，PBE，PBESol，或混合PBE 0功能的结果比较，阐明了筛选范德华相互作用的适当描述的重要性，即使在强金属键合的情况下。在RPAp方法中还定量评价了多体效应。
2016-03-29 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Extending density functional theory with near chemical accuracy beyond pure water
由于近似泛函的不准确性，冷凝相水的密度泛函模拟通常是不准确的。最近的一项突破表明，SCAN近似可以在所有相态下产生纯水的化学准确性，但只有当其密度被校正时。这是迈向第一原理生物模拟的关键一步。然而，弱色散力是普遍存在的，在生物分子之间的非共价相互作用中起着关键作用，但没有包括在新的方法中。此外，在HF-SCAN中天真地包含分散体会破坏其对纯水的高精度。密度校正DFT原理的系统应用产生了一个功能（HF-r $^2$ SCAN-DC 4），它恢复并不仅改善了纯水的HF-SCAN，而且还捕获了生物分子中重要的非共价相互作用，使其适合于模拟溶液。
2023-02-08 physics.chem-ph
van der Waals-corrected Density Functional Theory simulation of adsorption processes on noble-metal surfaces: Xe on Ag(111), Au(111), and Cu(111)
基于局域Wannier函数生成的DFT/vdW-WF 2s 1方法，最近发展到密度泛函理论中包含了van der Waals相互作用，并考虑了金属屏蔽效应来描述金属表面上的吸附过程。采用量子谐振子模型，采用DFT/vdW-QHO-WF变量，对多体效应进行了研究。计算的平衡结合能和距离，和$C_3$系数表征吸附原子表面范德华相互作用，与现有的实验和理论参考数据的比较表明，该方法表现良好，并阐明适当包括屏蔽效应的重要性。结果还与其他vdw校正DFT方案，包括PBE-D，vdw-DF，vdw-DF 2，rVV 10，和更简单的局域密度近似（LDA）和半局域（PBE）广义梯度近似（GGA）的方法得到的结果进行了比较。
2016-03-29 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
What types of chemical problems benefit from density-corrected DFT? A probe using an extensive and chemically diverse test suite
对于大型和化学多样的GMTKN 55基准套件，我们研究了密度校正的密度泛函理论（HF-DFT）的性能，相比自洽DFT，对于几个纯的和混合的GGA和元GGA交换相关（XC）泛函（PBE，BLYP，TPSS，SCAN）作为混合物中HF交换百分比的函数。D4经验色散校正已添加到整个。对于由动力学相关性主导的子集-特别是非共价相互作用子集- HF-DFT是非常有益的，特别是在低HF交换百分比下。对于具有显著静态相关性的子集（即，其中Hartree-Fock行列式不是好的零阶波函数），HF-DFT可能弊大于利。而自洽系列在37.5%或接近37.5%处显示最优值（即，38）--与Grimme提出的PBE 38官能团一致-- HF-BnLYP-D4、HF-PBEn-D4和HF-TPSSn-D4都表现出接近25%的最小值（即，1/4）。有趣的是，对于HF-SCANN-D4，最小值接近10%，但GMTKN 55的加权平均绝对误差（WTMAD 2）仅略低于HF-SCANN-D4的加权平均绝对误差（即，其中HF后步骤是纯间-GGA）。后者成为一个有吸引力的选择，只是比纯Hartree-Fock稍微昂贵，并且除了色散校正中的三个参数之外没有可调参数。此外，其WTMAD 2仅被高度经验的M06-2X和组合优化的经验距离分离混合动力车wB 97 X-V和wB 97 M-V超越。
2021-02-24 physics.chem-ph
Adsorption energies of benzene on close packed transition metal surfaces using the random phase approximation
用无规相近似（RPA）计算了苯在不同金属基底上的吸附能。与现有的实验数据的协议是系统优于10%的钴和活性金属。结果也比较了更近似的方法，包括vdW-密度泛函理论（DFT），以及色散校正的DFT泛函。虽然色散校正的DFT可以得到准确的结果，例如，对钴金属，吸附能明显高估了更活泼的过渡金属。此外，覆盖度依赖的吸附能很好地描述了RPA。这表明，芳香族分子在金属表面上的描述在密度泛函的进一步改进是必要的，或更多的参与，许多机构的方法，如RPA是必需的。
2017-08-30 physics.chem-ph
Quantum corrected Langevin dynamics for adsorbates on metal surfaces interacting with hot electrons
我们调查的重要性，包括量子化的初始条件，在朗之万动力学吸附与热库的电子相互作用。对于二次势的时间演化是精确描述的经典朗之万方程，它示出了如何严格获得量子力学的概率从经典的相空间分布产生的动力学。在短时间尺度下，经典和准经典的初始条件导致错误的结果，只有正确的量子化初始条件给出了一个密切的协议与固有的量子力学主方程的方法。以CO在Cu（100）表面上的吸附为例，研究了具有从头计算摩擦张量和势能面的体系的量子化效应，并表明量子化初始条件对分子的脱附几率和振动态分布都有很大的影响.
2010-03-11 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
van der Waals-corrected Density Functional Theory simulation of adsorption processes on transition-metal surfaces: Xe and graphene on Ni(111)
最近发展的密度泛函理论（DFT）/vdW-WF 2s 1方法在密度泛函理论中引入了范德华相互作用，并考虑了金属屏蔽效应，描述了金属表面上的吸附过程。一般来说，稀有气体原子在金属表面上的吸附是重要的，因为它是物理吸附过程的原型。此外，石墨烯与Ni（111）的相互作用对于实际应用（高质量石墨烯的高效和大规模生产）特别感兴趣，并且从理论的角度来看，特别具有挑战性，因为它可以通过化学吸附和物理吸附过程之间的微妙相互作用来描述。过渡金属的第一性原理模拟需要特别小心，因为它们可以被视为简单金属和绝缘晶体之间的中间系统。即使在这些情况下，该方法也表现良好，通过将我们的结果与现有的实验数据和其他理论研究进行比较来证明。我们还证实了稀有气体氘原子也优先吸附在Ni（111）表面的顶位构型上。我们基于使用最大局部化Wannier函数的方法也使我们能够很好地表征石墨烯和Ni（111）之间的键。
2015-01-15 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Many-body dispersion effects in the binding of adsorbates on metal surfaces
正确描述与扩展（金属）表面接触的分子的电子交换和相关效应是第一性原理建模的一项具有挑战性的任务。在这项工作中，我们证明了集体范德华色散效应的重要性，超越了成对近似的有机-无机系统的原子，分子和纳米结构吸附在金属上的例子。我们在密度泛函理论的背景下使用最近开发的多体色散（MBD）方法[Phys. Rev. Lett. 108，236402（2012）; J.Chem.Phys.140，18 A508（2014）]，并评估其正确描述吸附物在金属表面上的结合的能力。我们简要回顾MBD方法，并强调其相似之处量子化学方法的电子相关的准粒子图片。特别地，我们研究了氙、3，4，9，10-二萘嵌苯四羧酸（PTCDA）和吸附在Ag（111）表面上的石墨烯片的结合性质。考虑到MBD效应，我们能够描述各向异性极化率张量的变化，改善吸附质振动的描述，并正确捕获吸附质-表面相互作用筛选。与其他方法和实验的比较表明，包含MBD效应通过减少通常在成对添加剂分散校正方法中发现的过结合来改善吸附能和几何形状。
2015-06-16 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Generalized Many-Body Dispersion Correction through Random-phase Approximation for Chemically Accurate Density Functional Theory
CNRS（法国国家科学研究中心）
我们使用广义随机相位近似（RPA）形式主义将我们最近提出的深度学习辅助多体色散（DNN-MBD）模型扩展到四极极化率（Q）项，从而能够包含范德华贡献。所得到的DNN-MBDQ模型只依赖于从头算-导出量，因为引入的四极极化率是从偶极极化率递归检索的，进而通过Tkartchenko-Scheffler方法建模。一个可转移的和有效的深层神经网络（DNN）提供原子在分子体积，而一个单一的距离分离参数被用来耦合模型的密度泛函理论（DFT）。由于它可以以可忽略的成本计算，DNN-MBDQ方法可以与DFT泛函（如PBE，PBE 0和B86 bPBE（无色散））相结合。DNN-MBQ校正的泛函达到化学精度，同时与仅偶极对应物相比显示出较低的误差。
2023-01-18 cs.LG physics.chem-ph
