Assessing Mixed Quantum-Classical Molecular Dynamics Methods for Nonadiabatic Dynamics of Molecules on Metal Surfaces.
Assessing Mixed Quantum-Classical Molecular Dynamics Methods for Nonadiabatic Dynamics of Molecules on Metal Surfaces.
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DOI：
10.1021/acs.jpcc.3c03591
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发表时间：
2023-08-10
影响因子：
3.7
通讯作者：
Maurer, Reinhard J.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Gardner, James;Habershon, Scott;Maurer, Reinhard J.
用于模拟金属表面分子动力学的混合量子经典(MQC)方法有可能准确和有效地提供对反应过程的机理洞察。在这里，我们介绍了基于最近公布的电子结构数据的简单的双原子分子在金属表面的散射的二维模型。我们应用几种MQC方法来研究它们在散射过程中非绝热效应如何影响分子-金属能量传递的能力。具体地说，我们将分子动力学与电子摩擦、Ehrenfest动力学、独立电子表面跃迁以及扩展的经典主方程方法进行了比较。在电子表面独立跳跃的情况下，我们实现了一个简单的退相干校正方法，并评估了它对振动非弹性散射的影响。我们的结果表明，简单的低维模型可以用来定性地捕捉实验观察到的振动能量转移，并提供对不同MQC方案的相对性能的洞察。我们观察到，所有的方法都预测了相似的动能依赖关系，但返回了不同的振动能量分布。最后，通过改变分子-金属耦合，我们可以评估一些MQC方法变得不适用的耦合区域。
Mixed quantum-classical (MQC) methods for simulating the dynamics of molecules at metal surfaces have the potential to accurately and efficiently provide mechanistic insight into reactive processes. Here, we introduce simple two-dimensional models for the scattering of diatomic molecules at metal surfaces based on recently published electronic structure data. We apply several MQC methods to investigate their ability to capture how nonadiabatic effects influence molecule–metal energy transfer during the scattering process. Specifically, we compare molecular dynamics with electronic friction, Ehrenfest dynamics, independent electron surface hopping, and the broadened classical master equation approach. In the case of independent electron surface hopping, we implement a simple decoherence correction approach and assess its impact on vibrationally inelastic scattering. Our results show that simple, low-dimensional models can be used to qualitatively capture experimentally observed vibrational energy transfer and provide insight into the relative performance of different MQC schemes. We observe that all approaches predict similar kinetic energy dependence but return different vibrational energy distributions. Finally, by varying the molecule–metal coupling, we can assess the coupling regime in which some MQC methods become unsuitable.
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DOI：
10.1073/pnas.1312200110
发表时间：
2013-10-29
影响因子：
11.1
作者：
Bartels, Nils;Golibrzuch, Kai;Schaefer, Tim
通讯作者：
Schaefer, Tim
影响因子：
3.7
作者：
Erpenbeck, A.;Schinabeck, C.;Thoss, M.
通讯作者：
Thoss, M.
影响因子：
56.9
作者：
Buenermann, Oliver;Jiang, Hongyan;Wodtke, Alec M.
通讯作者：
Wodtke, Alec M.
影响因子：
3.7
作者：
BRANDBYGE, M;HEDEGARD, P;NEWNS, DM
通讯作者：
NEWNS, DM
影响因子：
2.9
作者：
Cotton, Stephen J.;Miller, William H.
通讯作者：
Miller, William H.