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 [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
刚刚
狂野谷冬完成签到 ,获得积分10
刚刚
刚刚
1秒前
1秒前
ZexiWu发布了新的文献求助20
1秒前
玖念发布了新的文献求助10
2秒前
想毕业发布了新的文献求助40
2秒前
香蕉觅云应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
kingwill应助科研通管家采纳,获得20
2秒前
2秒前
FashionBoy应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
2秒前
英俊的铭应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
小二郎应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
顾矜应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
糖异生完成签到,获得积分10
3秒前
传奇3应助科研通管家采纳,获得30
3秒前
天天快乐应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
lanananan发布了新的文献求助10
3秒前
Wang完成签到,获得积分10
3秒前
香蕉觅云应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
SciGPT应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
ZJPPPP应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
科研通AI5应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
kingwill应助科研通管家采纳,获得20
3秒前
3秒前
汉堡包应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
大模型应助科研通管家采纳,获得30
3秒前
上官若男应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
充电宝应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
合适板栗完成签到,获得积分20
3秒前
ZJPPPP应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
浮游应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
科目三应助qwepirt采纳,获得10
3秒前
ding应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
XiaoLiu应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
英姑应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
ZJPPPP应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
研友_想想发布了新的文献求助10
4秒前
高分求助中
计划经济时代的工厂管理与工人状况(1949-1966)——以郑州市国营工厂为例 500
INQUIRY-BASED PEDAGOGY TO SUPPORT STEM LEARNING AND 21ST CENTURY SKILLS: PREPARING NEW TEACHERS TO IMPLEMENT PROJECT AND PROBLEM-BASED LEARNING 500
The Pedagogical Leadership in the Early Years (PLEY) Quality Rating Scale 410
Why America Can't Retrench (And How it Might) 400
Stackable Smart Footwear Rack Using Infrared Sensor 300
Modern Britain, 1750 to the Present (第2版) 300
Writing to the Rhythm of Labor Cultural Politics of the Chinese Revolution, 1942–1976 300
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 催化作用 遗传学 冶金 电极 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4604100
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4012619
关于积分的说明 12424227
捐赠科研通 3693241
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2036105
邀请新用户注册赠送积分活动 1069230
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 953709