重要提醒:2025.12.15 12:00-12:50期间发布的求助,下载出现了问题,现在已经修复完毕,请重新下载即可。如非文件错误,请不要进行驳回。

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.
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
小小台yeah发布了新的文献求助10
1秒前
Smithjiang完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
哈哈哈哈发布了新的文献求助10
1秒前
wittig完成签到,获得积分10
2秒前
雪山飞龙发布了新的文献求助30
2秒前
林珍发布了新的文献求助10
3秒前
ling发布了新的文献求助10
3秒前
小马甲应助CDL采纳,获得10
3秒前
3秒前
4秒前
4秒前
酷波er应助阳光的棒球采纳,获得10
4秒前
科研通AI6应助Dawn采纳,获得10
4秒前
qtr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
5秒前
昏睡的保温杯完成签到,获得积分10
6秒前
ljq发布了新的文献求助10
6秒前
幽默尔蓝发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
ssssss发布了新的文献求助10
6秒前
123完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
neko发布了新的文献求助10
8秒前
不知道完成签到,获得积分10
9秒前
澎鱼盐完成签到,获得积分10
9秒前
科研迪发布了新的文献求助10
9秒前
旋风狗超人完成签到,获得积分10
9秒前
CodeCraft应助帅气的高跟鞋采纳,获得10
10秒前
10秒前
JTHan发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
10秒前
雪山飞龙发布了新的文献求助10
10秒前
隐形曼青应助盲盒采纳,获得10
11秒前
gouqi完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
高分求助中
(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
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1001
On the application of advanced modeling tools to the SLB analysis in NuScale. Part I: TRACE/PARCS, TRACE/PANTHER and ATHLET/DYN3D 500
L-Arginine Encapsulated Mesoporous MCM-41 Nanoparticles: A Study on In Vitro Release as Well as Kinetics 500
Haematolymphoid Tumours (Part A and Part B, WHO Classification of Tumours, 5th Edition, Volume 11) 400
Virus-like particles empower RNAi for effective control of a Coleopteran pest 400
Unraveling the Causalities of Genetic Variations - Recent Advances in Cytogenetics 400
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 5466602
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4570422
关于积分的说明 14325272
捐赠科研通 4496951
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2463624
邀请新用户注册赠送积分活动 1452586
关于科研通互助平台的介绍 1427567