有限温度热辅助占据密度泛函理论、从头算分子动力学及量子力学/分子力学方法
近期研究表明,热辅助占据密度泛函理论(TAO-DFT)[J.-D. Chai, J. Chem. Phys. 136, 154104 (2012)] 是一种高效且精确的电子结构方法,可用于研究绝对零度下大尺度多参考(MR)体系的基态性质。为探索有限电子温度下大尺度MR体系的热平衡性质,该研究团队在本工作中提出了TAO-DFT的有限温度(FT)扩展方法,命名为FT-TAO-DFT。此外,为获取有限温度下大尺度MR体系的动力学信息,研究人员将FT-TAO-DFT与从头算分子动力学相结合,发展出FT-TAO-AIMD方法。该团队还开发了基于FT-TAO-DFT的量子力学/分子力学(QM/MM)方法(简称FT-TAO-QM/MM),为有限温度下嵌入MM环境且具有MR特征的QM子系统提供了经济高效的热平衡性质描述。 通过应用FT-TAO-DFT、FT-TAO-AIMD和FT-TAO-QM/MM方法,该工作系统研究了有限温度下真空与氩(Ar)基质环境中n-并苯(n = 2-6,由n个线性稠合苯环组成)的自由基特性与红外(IR)光谱。计算结果表明:对于1000K或更低温度的n-并苯体系,电子温度对其自由基特性及IR光谱的影响微乎其微,而核温度对这些性质的影响则较为显著。在绝对零度下,Ar基质对n-并苯自由基特性的影响可忽略不计,但n-并苯与Ar原子的共沉积过程可能改变其IR光谱特征。

