DOI: 10.17586/2226-1494-2015-15-3-532-537


УДК539.193+546.57

ВЛИЯНИЕ DFT-ФУНКЦИОНАЛА И БАЗИСНОГО НАБОРА ФУНКЦИЙ НА РЕЗУЛЬТАТЫ ВЫЧИСЛЕНИЯ СТРУКТУРНЫХ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МОЛЕКУЛЯРНОГО КЛАСТЕРА Ag2

Столярчук М. В., Сидоров А. И.


Читать статью полностью 
Язык статьи - русский

Ссылка для цитирования: Столярчук М.В., Сидоров А.И. Влияние DFT-функционала и базисного набора функций на результаты вычисления структурных и энергетических характеристик молекулярного кластера Ag2 // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2015. Т. 15. № 3. С. 532–537.

Аннотация

В рамках теории функционала плотности выполнена оценка влияния обменно-корреляционных функционалов и базисных наборов на свойства молекулярного кластера серебра Ag2. Для сравнительного анализа использовались такие свойства молекулярного кластера, как равновесная длина связи и полная энергия связи. Проанализирован эффект от смены размерности полноэлектронных базисных наборов для четырех обменно-корреляционных функционалов разных категорий: в приближении локальной плотности, градиентно-скорректированные и гибридный. Обсуждаются результаты, полученные для базисных наборов с разным уровнем приближения замороженного остова. Наилучшее согласие с экспериментальным значением показали расчеты, выполненные с применением градиентно-скорректированных функционалов и четырежды поляризованного четырехэкспоненциального полноэлектронного базисного набора. Приближение замороженного остова малого размера позволяет сократить время вычисления, а отклонение расчетного значения полной энергии связи от экспериментального принимает меньшее значение по сравнению с полноэлектронным вариантом базисного набора. Полученные результаты представляют методический интерес для проведения корректных расчетов указанных характеристик молекулярных кластеров с ожидаемой точностью.


Ключевые слова: теория функционала плотности, квантово-химический расчет, молекулярный кластер, серебро, обменно-корреляционный функционал

Благодарности. Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки РФ при выполнении научно-исследовательской работы в рамках проектной части государственного задания в сфере научной деятельности по заданию №11.1227.2014/K.

Список литературы

1.Zhang L., Wang E. Metal nanoclusters: new fluorescent probes for sensors and bioimaging // Nano Today. 2014. V. 9. N 1. P. 132–157. doi: 10.1016/j.nantod.2014.02.010

2.Teo B.K. A perspective on the science of clusters // Journal of Cluster Science. 2014. V. 25. N1. P. 5–28. doi: 10.1007/s10876-013-0678-9

3.Дёмичев И.А., Егоров В.И., Постников Е.С., Сгибнев Е.М., Сидоров А.И., Хрущева Т.А. Влияние ионов церия на поглощение и люминесценцию молекулярных кластеров серебра в силикатных стеклах после ионного обмена // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2013. № 2 (84). С. 27–32.

4.Kuznetsov A.S., Tikhomirov V.K., Moshchalnikov V.V. Polarization memory of white luminescence of Ag nanoclusters dispersed in glass host // Optics Express.2012.V. 20.N 19. P. 21576–21582.

5.Dubrovin V.D., Ignatiev A.I., Nikonorov N.V., Sidorov A.I., Shakhverdov T.A., Agafonova D.S. Luminescence of silver molecular clusters in photo-thermo-refractive // Optical Materials. 2014. V. 36. N 4. P. 753–759. doi: 10.1016/j.optmat.2013.11.018

6.Cramer C.J., Truhlar D.G. Density functional theory for transition metals and transition metal chemistry // Physical Chemistry Chemical Physics.2009. V. 11. N 46. P. 10757–10816. doi: 10.1039/b907148b 

7.Matulis V.E., Ivashkevich O.A., Gurin V.S. DFT study of electronic structure and geometry of neutral and anionic silver clusters// Journal of Molecular Structure: THEOCHEM. 2003. V. 664–665. P. 291–308. doi: 10.1016/j.theochem.2003.10.003

8.Tsipis A.C. DFT flavor of coordination chemistry // Coordination Chemistry Reviews. 2014. V. 272. P. 1–29. doi: 10.1016/j.ccr.2014.02.023

9.Zhao S., Li Z.-H., Wang W.N., Liu Z.-P., Fan K.-N., Xie Y., Schaefer H.F. Is the uniform electron gas limit important for small Ag clusters? Assessment of different density functionals for Agn (n≤4) // Journal of Chemical Physics. 2006. V. 124. N 18. Art. 184102. doi: 10.1063/1.2193512

10.Zhao J., Luo Y., Wang G. Tight-binding study of structural and electronic properties of silver clusters // European Physical Journal D. 2001. V. 14. N 3. P. 309–316. doi: 10.1007/s100530170197

11.Popa M.V. The electronic proprieties of the silver clusters // International Journal of Computational and Theoretical Chemistry. 2014. V. 2. N 6. P. 46–68. doi: 10.11648/j.ijctc.20140206.11

12.Velde G., Bickelhaupt F.M., Baerends E.J., Fonseca Guerra C., van Gisbergen S.J.A., Snijders J.G., Ziegler T. Chemistry with ADF // Journal ComputationalChemistry. 2001. V. 22. N 9. P. 931–967.doi: 10.1002/jcc.1056

13.Hohenberg P., Kohn W. Inhomogeneous electron gas // Physical Review. 1964. V. 136. N 3B. P. B864–B871. doi: 10.1103/PhysRev.136.B864

14.Parr R.G., Yang W. Density-Functional Theory of Atoms and Molecules. NY: Oxford University Press, 1990. 333 p.

15.Vosko S.H., Wilk L, Nusair M. Accurate spin-dependent electron liquid correlation energies for local spin density calculations: a critical analysis // Canadian Journal of Physics. 1980. V. 58. N 8. P. 1200–1211. doi: 10.1139/p80-159

16.Perdew J.P., Wang Y. Accurate and simple analytic representation of the electron-gas correlation energy // Physical Review B. 1992. V. 45. N 23. P. 13244–13249. doi: 10.1103/PhysRevB.45.13244

17.Stephens P.J., Devlin F.J., Chabalowski C.F., Frisch M.J. Ab Initio calculation of vibrational absorption and circular dichroism spectra using density functional force fields // Journal of Physical Chemistry. 1994. V. 98. N 45. P. 11623–11627.

18.Van Lenthe E., Baerends E.J. Optimized slater-type basis sets for the elements 1–118 // Journal of Computational Chemistry. 2003. V. 24. N 9. P. 1142–1156. doi: 10.1002/jcc.10255

19.Fernandez R.J., Lopez R., Ramirez G., Ema I. Correspondence between GTO and STO molecular basis sets // Journal of Computational Chemistry. 2001. V. 22. N 14. P. 1655–1665. doi: 10.1002/jcc.1121

20.Van Lenthe J.H., Faas S., Snijders J.G. Gradients in the ab initio scalar zeroth-order regular approximation (ZORA) approach // Chemical Physics Letters. 2000. V. 328. N 1–2. P. 107–112.

21.Beutel V., Kramer H.-G., Bhale G.L., Kuhn M., Weyers K., Demtroder W. High resolution isotope selective laser spectroscopy of Ag2 molecules // Journal ofChemical Physics. 1993. V. 98. N 4. P. 2699–2708. doi: 10.1063/1.464151

22.Van Lenthe E., Ehlers,A.E., Baerends,E.J. Geometry optimizations in the zero order regular approximation for relativistic effects // Journal ofChemical Physics.1999. V. 110. N 18. P. 8943–8953. doi: 10.1063/1.478813



Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License
Информация 2001-2019 ©
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.
Все права защищены.

Яндекс.Метрика