清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

Grand canonical electronic density-functional theory: Algorithms and applications to electrochemistry

密度泛函理论 大正则系综 电解质 巨大的潜力 正则系综 电化学 统计物理学 电子 化学 材料科学 计算化学 物理 数学 量子力学 物理化学 电极 统计 蒙特卡罗方法
作者
Ravishankar Sundararaman,William A. Goddard,T. A. Arias
出处
期刊:Journal of Chemical Physics [American Institute of Physics]
卷期号:146 (11) 被引量:310
标识
DOI:10.1063/1.4978411
摘要

First-principles calculations combining density-functional theory and continuum solvation models enable realistic theoretical modeling and design of electrochemical systems. When a reaction proceeds in such systems, the number of electrons in the portion of the system treated quantum mechanically changes continuously, with a balancing charge appearing in the continuum electrolyte. A grand-canonical ensemble of electrons at a chemical potential set by the electrode potential is therefore the ideal description of such systems that directly mimics the experimental condition. We present two distinct algorithms: a self-consistent field method and a direct variational free energy minimization method using auxiliary Hamiltonians (GC-AuxH), to solve the Kohn-Sham equations of electronic density-functional theory directly in the grand canonical ensemble at fixed potential. Both methods substantially improve performance compared to a sequence of conventional fixed-number calculations targeting the desired potential, with the GC-AuxH method additionally exhibiting reliable and smooth exponential convergence of the grand free energy. Finally, we apply grand-canonical density-functional theory to the under-potential deposition of copper on platinum from chloride-containing electrolytes and show that chloride desorption, not partial copper monolayer formation, is responsible for the second voltammetric peak.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
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
追梦完成签到,获得积分10
3秒前
6秒前
morainzh发布了新的文献求助10
11秒前
lzh完成签到 ,获得积分10
15秒前
偷得浮生半日闲完成签到,获得积分10
17秒前
舒适涵山完成签到,获得积分0
18秒前
morainzh完成签到,获得积分10
19秒前
小狮子完成签到 ,获得积分10
23秒前
美丽的芙完成签到 ,获得积分10
24秒前
zhangguo完成签到 ,获得积分10
30秒前
HCT完成签到,获得积分10
33秒前
乐乐应助kk2025采纳,获得10
34秒前
文静土豆完成签到 ,获得积分10
43秒前
orixero应助刘家那个宝采纳,获得10
44秒前
黄乐丹完成签到 ,获得积分10
47秒前
lzm完成签到 ,获得积分10
56秒前
CC完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
Copyright应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
Copyright应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
玖月完成签到 ,获得积分0
1分钟前
kk2025发布了新的文献求助10
1分钟前
林好人完成签到 ,获得积分10
1分钟前
hr完成签到 ,获得积分10
1分钟前
贝贝完成签到 ,获得积分10
1分钟前
喜乐完成签到 ,获得积分10
1分钟前
顺心寄容完成签到,获得积分10
1分钟前
qi完成签到 ,获得积分10
1分钟前
独特的高山完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Thunnus001完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Cold-Drink-Shop完成签到,获得积分0
1分钟前
小呀嘛小郎中完成签到 ,获得积分10
2分钟前
醒了没醒醒完成签到 ,获得积分10
2分钟前
吉吉国王完成签到 ,获得积分10
2分钟前
薄荷巧巧完成签到,获得积分20
2分钟前
stiger完成签到,获得积分0
2分钟前
田様应助薄荷巧巧采纳,获得10
2分钟前
点点完成签到 ,获得积分10
2分钟前
石榴完成签到 ,获得积分10
2分钟前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 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
Molecular Mechanisms of Photosynthesis, 4th Edition 1000
Organic Reactions, Volume 116 1000
Current concepts in cutaneous toxicity : proceedings of the Fourth Conference on Cutaneous Toxicity, Washington, D.C., May 9-11, 1979 1000
The recovery-stress questionnaires : user manual 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7257680
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8879569
关于积分的说明 18757426
捐赠科研通 6938034
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3201146
关于科研通互助平台的介绍 2375227
邀请新用户注册赠送积分活动 2176952