The accurate calculation of the band gap of liquid water by means of GW corrections applied to plane-wave density functional theory molecular dynamics simulations

范德瓦尔斯力 密度泛函理论 分子动力学 电子结构 带隙 从头算 平面波 统计物理学 计算化学 液态水 化学 平面(几何) 物理 分子物理学 热力学 凝聚态物理 量子力学 分子 数学 几何学
作者
Changming Fang,Wun-Fan Li,Rik S. Koster,Jiří Klimeš,Alfons van Blaaderen,Marijn A. van Huis
出处
期刊:Physical Chemistry Chemical Physics [The Royal Society of Chemistry]
卷期号:17 (1): 365-375 被引量:56
标识
DOI:10.1039/c4cp04202f
摘要

Knowledge about the intrinsic electronic properties of water is imperative for understanding the behaviour of aqueous solutions that are used throughout biology, chemistry, physics, and industry. The calculation of the electronic band gap of liquids is challenging, because the most accurate ab initio approaches can be applied only to small numbers of atoms, while large numbers of atoms are required for having configurations that are representative of a liquid. Here we show that a high-accuracy value for the electronic band gap of water can be obtained by combining beyond-DFT methods and statistical time-averaging. Liquid water is simulated at 300 K using a plane-wave density functional theory molecular dynamics (PW-DFT-MD) simulation and a van der Waals density functional (optB88-vdW). After applying a self-consistent GW correction the band gap of liquid water at 300 K is calculated as 7.3 eV, in good agreement with recent experimental observations in the literature (6.9 eV). For simulations of phase transformations and chemical reactions in water or aqueous solutions whereby an accurate description of the electronic structure is required, we suggest to use these advanced GW corrections in combination with the statistical analysis of quantum mechanical MD simulations.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
落后醉易发布了新的文献求助10
1秒前
小马甲应助w_采纳,获得30
2秒前
2秒前
斯文败类应助123采纳,获得10
2秒前
Nekoo发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
3秒前
王亚琪发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
深情安青应助Cheng采纳,获得10
3秒前
Owen应助孔雀翎采纳,获得10
4秒前
深情安青应助樱空采纳,获得10
4秒前
wuyuzegang发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
5秒前
阿敬发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
6秒前
清脆南蕾发布了新的文献求助10
6秒前
Akim应助小月月yyy采纳,获得10
6秒前
7秒前
7秒前
zyq发布了新的文献求助10
8秒前
xiaxianong发布了新的文献求助10
8秒前
落后醉易完成签到,获得积分20
8秒前
桃花扇完成签到,获得积分20
9秒前
1renebaebae完成签到,获得积分20
9秒前
屋子完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
好的完成签到,获得积分10
11秒前
顾矜应助陈梓采纳,获得10
12秒前
王钧正发布了新的文献求助10
12秒前
homo发布了新的文献求助10
13秒前
ww发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
Lorry完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
小许同学完成签到,获得积分10
16秒前
从容的完成签到 ,获得积分10
16秒前
冷酷雪碧完成签到 ,获得积分10
16秒前
高分求助中
Aerospace Standards Index - 2025 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 1000
Teaching Language in Context (Third Edition) 1000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 961
流动的新传统主义与新生代农民工的劳动力再生产模式变迁 500
Historical Dictionary of British Intelligence (2014 / 2nd EDITION!) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5445655
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4554886
关于积分的说明 14248876
捐赠科研通 4477167
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2453241
邀请新用户注册赠送积分活动 1443922
关于科研通互助平台的介绍 1419974