最准确的分子动力学模拟方法是什么

计算科学 分子动力学
2021-12-24 13:34:38

首先,我想说我对 MD 模拟非常陌生,所以如果这些问题看起来应该是众所周知的,我对这些问题表示歉意。

我知道像 Gromacs 这样的 MD 包给我们的经典类型的图片对于模拟化学反应和非局部电子现象并不是很有用,所以我有兴趣在开始大量工作之前确定一个非常精确和准确的模拟方法在 MD 领域。我也知道很多人真的很喜欢 car-parrinello 分子动力学 (CPMD),以规避经典模拟(例如可以使用 Gromacs 运行的模拟)仅处理局部电子的问题。
但是,CPMD 是在 1985 年开发的。所以,我想知道在进行高精度量子力学建模方面是否有任何最新进展,这将提供比 CPMD 更好的结果。

此外,我对这些模拟将为您提供哪些类型的属性感兴趣。感兴趣的是两种材料之间的吸附焓和光学特性,例如激子能量和光学振荡器强度等。但是很高兴知道是否有任何特性 MD不能给出

1个回答

您所询问的领域正式称为从头算分子动力学几年前,Marx 和 Hütter 写了一本关于该方法最近更新的综合专着,可以推荐用于提供该领域(几乎)当前最先进技术的有用总结。

但是,在 MD 社区中进行任何认真的工作之前,绝对应该考虑的一件事是了解您正在使用的相关时间和长度尺度,以及它们如何转化为您想要运行的 MD 的特定分支。例如,您将无法使用 CPMD 或从头算分子动力学的任何其他分支在 100 纳秒内模拟 10,000 或 100,000 个原子。同样,如果您想观察在电子尺度上发生的过程,正如您所提到的,经典 MD 是一个糟糕的选择。