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质子在甲醇分子和水分子之间迁移过程的AIMD模拟方法

邱新龙分子模拟小破屋 48

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为了取得合理的初始构型,先进行经典MD模拟,取得平衡构型,然后在 此构型基础上进行CPMD模拟。模拟体系包括5个甲醇分子、11个水分子和1 个质子。在经典MD模拟中水分子采用刚性的TIP3P力场模型,水合氢离子 采用类刚性TIP3P力场模型,甲醇分子采用全原子力场模型。模拟中心 元胞是边长约8A的立方体,采用Nos&Hoover算法调控温度和压力,实现 NPT系综。模拟采用DL _ POLY程序,利用Verlet算法进行数值积 分,时间步长为1fs,总共进行1 000 000步模拟。

完成经典MD模拟取得体系的平衡构型后,转入AIMD模拟步骤。在 AIMD模拟中采用CPMD程序,利用BLYP交换和相关密度泛函计算交换能 和相关能,电子波函数的虚拟质量取600a. u. 模拟采用Troullier-Mar- tins贋势,平面波基函数,截断能量为136.06eV。模拟体系被施加周期性边界条件,中心元胞的边长约7.99A。模拟时,采用Nose-Hoover链算法调控温 度以实现NVT系综,模拟温度为400K。为了降低氢原子核的量子效应,所 有氢原子都采用其同位素氘。数值积分采用蛙跳算法,积分时间步长为3.5a.u. (0. 084 66fs)。总共模拟200 000步,前100 000步为准备步,使体系达到平衡, 后100 000步为计算步,用于统计系统的性质。

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