ReaxFF

ReaxFF je potenciál pro výpočty molekulární dynamiky [1] [2] [3] .

ReaxFF vyvinuli Adri van Duin, William A. Goddard, III a další z California Institute of Technology . Jedná se o první reaktivní potenciál, který zahrnuje tvorbu dynamické vazby a polarizační efekty [4] . Flexibilita a přenositelnost silového pole umožňuje ReaxFF použít k popisu mnoha systémů. Pokud jde o přesnost, v podrobném srovnání ReaxFF s REBO a semiempirickými PM3 van Duin et al [4] ukázali , že výsledky ReaxFF pro uhlovodíky jsou v mnohem lepší shodě s výpočty provedenými pomocí teorie funkcionálu elektronové hustoty .

Potenciál ReaxFF bere v úvahu následující příspěvky k energii meziatomové interakce [5] :

Důležitou výhodou metody je její vysoká přenositelnost, možnost popisovat různé materiály. Technika byla aplikována ke studiu oxidace povrchů [6] [7] , redukce oxidu grafenu [8] , tautomerizace glycinu ve vodě [9] , nanoindentace povrchů [10] , růstu nanostruktur [11] , fázového přechodu v nanoměřítku [12] , přenos protonů přes grafen [8] atd. Nevýhodou metody lze nazvat její výrazně větší nároky na výpočetní zdroje ve srovnání s jinými potenciály. ReaxFF tedy vyžaduje více než řádově více výpočetních zdrojů než REBO [1] .

Potenciál ReaxFF je zahrnut v řadě balíčků modelování na atomové úrovni, jako jsou LAMMPS , ADF Modeling suite, PuReMD.

Poznámky

  1. ↑ 1 2 Steven J. Plimpton, Aidan P. Thompson. Výpočtové aspekty mnohotělových potenciálů  // Bulletin MRS. - 2012/05. - T. 37 , č.p. 5 . — S. 513–521 . - ISSN 0883-7694 1938-1425, 0883-7694 . - doi : 10.1557/paní 2012.96 . Archivováno z originálu 13. dubna 2018.
  2. ↑ Markus J. Buehler. 5.4.5. Hybridní model ReaxFF: Integrace chemie a mechaniky // Atomistické modelování selhání materiálů. - Springer Science + Business Media, 2008. - ISBN 978-0-387-76426-9 .
  3. ↑ A. Jaramillo-Botero, R. Nielsen, R. Abrol, J. Su, T. Pascal, J. Mueller a W. A. ​​​​Goddard III. 3.2.1. The ReaxFF Force Field for Studying Reactive Process // Multiscale Molecular Methods in Applied Chemistry / Ed.: Barbara Kirchner, Jadran Vrabec. - Springer-Verlag, 2012. - ISBN 978-3-642-24968-6 .
  4. ↑ 1 2 Adri CT van Duin, Siddharth Dasgupta, Francois Lorant, William A. Goddard. ReaxFF: A Reactive Force Field for Hydrocarbons  // The Journal of Physical Chemistry A. - 2001-10-01. - T. 105 , č.p. 41 . — S. 9396–9409 . — ISSN 1089-5639 . doi : 10.1021 / jp004368u .
  5. ↑ Thomas P Senftle, ​​​​Sungwook Hong, Md Mahbubul Islam, Sudhir B Kylasa, Yuanxia Zheng. ReaxFF reaktivní silové pole: vývoj, aplikace a budoucí směry  //  npj Computational Materials. — 2016-03-04. - T. 2 , ne. 1 . — ISSN 2057-3960 . - doi : 10.1038/npjcompumats.2015.11 . Archivováno z originálu 11. května 2017.
  6. ↑ Donato Fantauzzi, Jochen Bandlow, Lehel Sabo, Jonathan E. Mueller, Adri CT van Duin. Vývoj potenciálu ReaxFF pro Pt–O systémy popisující energetiku a dynamiku tvorby Pt-oxidu   // Phys . Chem. Chem. Fyzik.. - 2014-10-09. — Sv. 16 , iss. 42 . — S. 23118–23133 . — ISSN 1463-9084 . doi : 10.1039 / c4cp03111c .
  7. ↑ Thomas P. Senftle, ​​​​Randall J. Meyer, Michael J. Janik, Adri C. T. van Duin. Vývoj potenciálu ReaxFF pro Pd/O a aplikace na tvorbu oxidu palladnatého  // The Journal of Chemical Physics. — 25. 7. 2013. - T. 139 , č.p. 4 . - S. 044109 . — ISSN 0021-9606 . - doi : 10.1063/1.4815820 . Archivováno z originálu 18. dubna 2022.
  8. ↑ 1 2 Akbar Bagri, Cecilia Mattevi, Muge Acik, Yves J. Chabal, Manish Chhowalla. Strukturální vývoj během redukce chemicky odvozeného oxidu grafenu  (anglicky)  // Nature Chemistry. — 2010/07. - T. 2 , ne. 7 . — S. 581–587 . — ISSN 1755-4349 . - doi : 10.1038/nchem.686 . Archivováno z originálu 17. dubna 2019.
  9. ↑ Obaidur Rahaman, Adri C. T. van Duin, William A. Goddard, Douglas J. Doren. Vývoj pole reaktivní síly ReaxFF pro glycin a aplikace na účinek rozpouštědla a tautomerizaci  // The Journal of Physical Chemistry B. - 2011-01-20. - T. 115 , č.p. 2 . — S. 249–261 . — ISSN 1520-6106 . doi : 10.1021 / jp108642r .
  10. ↑ F. Tavazza, T. P. Senftle, ​​​​C. Zou, C. A. Becker, A. T. van Duin. Molekulární dynamika zkoumání účinků interakcí hrot-substrát během nanoindentace  // The Journal of Physical Chemistry C. - 2015-06-18. - T. 119 , č.p. 24 . — S. 13580–13589 . — ISSN 1932-7447 . - doi : 10.1021/acs.jpcc.5b01275 .
  11. ↑ E.C. Neyts. Hojení defektů a vylepšená nukleace uhlíkových nanotrubic pomocí nízkoenergetického iontového bombardování  // Physical Review Letters. - 2013. - T. 110 , č.p. 6 . - doi : 10.1103/physrevlett.110.065501 .
  12. ↑ Yanqiu Sun, Alexander G. Kvashnin, Pavel B. Sorokin, Boris I. Yakobson, W. E. Billups. Radiací indukovaná nukleace diamantu z amorfního uhlíku: Vliv vodíku  // The Journal of Physical Chemistry Letters. — 2014-06-05. - T. 5 , ne. 11 . — S. 1924–1928 . — ISSN 1948-7185 . - doi : 10.1021/jz5007912 .

Odkazy