稀有气体二聚体基准集NgD×15构建及其对DFT方法的评价

基准集是训练和评价量子化学计算方法的重要工具,稀有气体二聚体Ng_2作为重要的弱色散体系,目前为止仍没有一个较为完整、精确的基准集,最近Head Gordon研究组发表MGCD84数据库时,其RG10基准集仍沿用了Tang-Toennies经验势.本文首先以He_2为例,证明了在CCSD(T)水平,使用中点键函数{6s6p6d3f2g1h}的aug-cc-pV5Z基组收敛性;并在CCSD(T)/aug-cc-pV5Z-{6s6p6d3f2g1h}水平下,经BSSE均衡校正后,获得了He_2至Rn_2全部同核稀有气体二聚体的15点相互作用势,构建了NgD×15基准集.并以此为标准,重新评价了目前常用的DFT的非局域和色散校正方法.总体上,非局域校正的精度较D3色散校正高,ωB97X-V及ωB97X-rV两种方法是该体系最优性价比的DFT-NL方法.     

稀有气体二聚体解析势能函数的高精度拟合

原子间相互作用势的计算是原子分子物理研究领域的重要组成部分,它的精确计算为新型材料的研究奠定了理论基础;同时也为密度泛函等方法的评价、测试提供了标准对比数据。本文首先以最近所发表的NgD×15基准集为基础,在相同的计算方法下补充了其它点的一系列数据;以此为标准利用最小二乘法对He2—Rn2体系的相互作用势函数进行了拟合;从而得到了高精度全部同核稀有气体二聚体相互作用势函数的解析式。同时以CCSD(T)/ aug-cc-pV5Z-{6s6p6d3f2g1h}计算结果为标准与Gordon的MGCD84数据库中现有数据He2-Kr2体系进行了比较;总体发现本文的计算精度是非常高的,也证明了拟合结果的可靠性;并且给出了目前量子化学方法难以计算的近核区相互作用势数值。     

稀有气体二聚体完备基准集的构建与势能曲线拟合

基准集是训练和评价量子化学计算方法的重要工具，稀有气体二聚体作为典型的弱色散体系，目前为止仍没有一个真正意义的完备基准集，而近年来Head Gordon研究组构建的RG10(Rare gas, 10代表共有10个体系)基准集仍沿用了Tang-Toennies经验势。本文首先以最近所发表的NgD×15(Noble gas dimer)基准集为基础，在CCSD(T)/aug-cc-pV5Z-{6s6p6d3f2g1h}-CP计算水平下继续对15种异核稀有气体二聚体的势能曲线进行了计算；并且增加了量子化学方法难以计算的近核区相互作用势的计算，同时扩充了NgD×15中的数据，从而构建了RG21基准集。以此为标准，利用非线性拟合算法对全部稀有气体二聚体势能曲线进行了Murrell—Sorbie势能函数拟合；同时以RG21为标准与RG10以及拟合结果进行了比较；经数据分析，本文的拟合计算精度非常高，进一步证明了Tang-Toennies经验势在近核区的不可靠性。