采用优化的DFTB参数对铜(111)表面碳二聚化的分子动力学研究

针对铜表面化学反应,我们发展了一套铜-碳体系的密度泛函紧束缚(DFTB)参数。测试结果表明这套参数可以很好的描述吸附铜或碳原子前后铜表面的几何结构和能量。基于这套参数,我们对Cu(111)表面的碳二聚化过程进行了分子模拟研究。即使在高温下,直接的分子动力学模拟也很难观察到碳二聚体的形成。这是因为高温下铜表面显著的结构弛豫一定程度上阻止了二聚化。为了研究高温下铜表面碳二聚化的机理,我们进行了赝动力学模拟。发现在二聚化的过程中,碳原子形成C-Cu-C桥状结构以后,会绕中间Cu原子转动,最后形成碳二聚体。1300 K下碳二聚化的自由能垒约0.9 eV。     

密度泛函理论及其数值方法新进展

综述了密度泛函理论及其数值方法的最新进展.密度泛函理论的发展以寻找合适 的交换相关近似为主线,从最初的局域密度近似、广义梯度近似到现在的非局域泛函、自相 互作用修正,多种泛函形式的相继出现使得密度泛函理论可以提供越来越精确的计算结果. 除了交换相关近似的发展,近年来密度泛函理论向含时理论、相对论等方面的扩展也很活跃 .另外,在密度泛函理论体系发展的同时,相应的数值计算方法的发展也非常迅速.从古老 的有限差分、有限元到新兴的小波分析都被用来实现密度泛函理论的数值计算.与此同时, 线性标度的密度泛函理论算法日趋成熟,使得通过密度泛函理论研究诸如生物大分子之类的 体系成为可能.随着密度泛函理论本身及其数值方法的发展,它的应用也越来越广泛,一些新的应用领域和研究方向不断涌现.