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Ab initio molecular dynamics approach to adsorption processes of complex molecules

复杂分子吸附过程的从头算分子动力学方法

基本信息

批准号：
213951782
负责人：
Professor Dr. Axel Groß
金额：
--
依托单位：
Institut für Theoretische Chemie
依托单位国家：
德国
项目类别：
Research Grants
财政年份：
2011
资助国家：
德国
起止时间：
2010-12-31 至 2014-12-31
项目状态：
已结题

来源：
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/213951782?language=en
关键词：
Ab initio molecular dynamics approach

项目摘要

Aufgrund der Verbesserungen der Computer-Leistungsfähigkeit und der Entwicklung effizienterer Algorithmen für periodische Elektronenstrukturberechnungen können seit kurzem genügend extensive ab initio-Molekulardynamik (AIMD)-Simulationen von Oberflächenadsorptionsprozessen durchgeführt werden, um statistische relevante Ergebnisse für zentrale kinetische Größen wie den Haftkoeffizient zu ermitteln. Die Flexibilität des AIMD-Ansatzes überwindet hierbei bestehende Limitierungen dominant eingesetzter ”divide-and-conquer”-Verfahren bezüglich der Substratmobilität und der Komplexität des adsorbierenden Moleküls. Nichtsdestotrotz muss jedoch für eine korrekte Beschreibung der Energiedissipation noch eine geeignete Kopplung an Wärmebäder formuliert werden. Die methodische Zielsetzung des Projektes ist, hierfür genaue, aber numerisch anspruchslose Ansätze für metallische Substrate zu entwickeln. Besonderer Wert wird dabei auf eine genaue Beschreibung von Phononenanregungen gelegt, welche weit über die Beschränkungen aufgrund kleiner Superzellen oder Annahmen von gebräuchlichen Modell-Hamiltonians mit System-Bad-Kopplung hinausgeht. Mit dieser Methodik wird es erstmals möglich sein, die Adsorptionsdynamik von Molekülen jenseits der bislang untersuchten einfachen zweiatomaren Moleküle quantitativ zu modellieren. Speziell wird hierbei ein bedacht ausgewählter Satz von Adsorbaten untersucht, der neben Wasser und Schwefelwasserstoff auch einfache organische Moleküle wie kleine Alkohole und Thiole umfasst. Abgesehen vom wissenschaftlichen Interesse für diese Systeme sind diese z. B. für Wasserstofftechnologie oder die Strukturbildung von selbstorganisierenden Monolagen auf Oberflächen von besonderer Bedeutung. Wir erwarten neuartige qualitative Einsichten in die Adsorptionsdynamik dieser Systeme, welches wichtiges Trendverständnis für noch komplexere Moleküle liefern wird.

Aufgrund der Verbesserungen der Computer-Leistungsfähigkeit und der Entwicklung effizienterrer Schemen für periodische Elektronenstrukturberechnungen können seit kurzem genügend extensive ab initio-Molekulardynamik（AIMD）-Simulationen von Oberflächenadsorptionsprozessen durchgeführt韦尔登，um statistische relevante Ergebnisse für zentrale kinetische Größen wie den Haftkoeffizient zu ermitteln. Die selfbilität des AIMD-Ansatzes überwindet hierbei bestehende Limitierungen dominant eingesetzter“divide-and-conquer”-Verfahren bezüglich der Substratmobilität und der Komplexität des adsorbierenden Moleküls. Nichtsdestotrotz muss jedoch für eine korrekte Beschreibung der Energiedissippung noch eine geignete Kopplung an Wärmebäder formuliert韦尔登。Die methodische Zielsetzung des Projektes ist，hierfür genaue，aber numerisch anspruchslose Ansätze für metallische Substrate zu entwickeln.因此，我们需要对声子模型进行一般性的描述，也可以将描述建立在Superzellen或Annahmen之上，并使用System-Bad-Kopplung进行描述。这一方法将使分子的吸附动力学更接近于模型中的两个定量分子。Speziell wird hierbei a bedacht ausgewählter Satz von Adsorbaten untersucht，der neben瓦塞尔and Schwefelwasserstoff auch einfache organische Moleküle wie kleine Alkohole und Thiole umfastt. Abgesehen vom wissenschaftlichen Interesse für diese Systeme sind diese z. B。für Wasserstofftechnologie oder die Strukturbildung von selbstorganisierenden Monolagen auf Oberflächen von besonderer Bedeutung.我们在吸附动力学系统中进行中性定性分析，这是一个非常复杂的分子生物学趋势。