计算非共价相互作用能量的双杂化密度泛函方法

摘要

非共价相互作用在固体表面化学、超分子化学和生物化学等研究领域中占有重要的地位，因此研究不同类型的非共价相互作用是非常有必要的。在研究非共价相互作用的众多计算方法中，色散和非局域范德华相关校正的密度泛函是非常有前途的一类。在各种密度泛函方法中，双杂化密度泛函的表现是最好的。我们研究的目的是拟合出能准确计算非共价相互作用能量的双杂化密度泛函，从而更好地研究非共价相互作用。本论文的主要研究工作总结如下:
　　简单介绍了色散和非局域范德华相关校正的发展，系统测试了一些非局域范德华相关校正的双杂化密度泛函，并找到较为优秀的非局域范德华校正的双杂化密度泛函:DOD-PBEP86-NL。研究了DSD-PBEP86-NL，DOD-PBE-P86-NL这两个双杂化密度泛函的基组效应，我们发现要获得较高的精度至少要з-ζ以上的基组。
　　我们系统比较了1DH-DFs和LS1DH-DFs在计算非共价相互作用能量时的表现。使用了S66数据库优化了与哈特里-福克交换相关的参数，其优化得到的双杂化密度泛函分别标记为:1DH-PBE-NC，LS1DH-PBE-NC，1DH-TPSS-NC，LS1DH-TPSS-NC，1DH-PWB95-NC和LS1DH-PWB95-NC其中NC代表非共价相互作用。根据利用S66，S22B，NCCE31和ADIM6这四个数据库测试计算得到的结果，我们建议使用LS1DH-PWB95-NC和1DH-PWB95-NC这两个双杂化泛函来计算非共价相互作用能量。

目录

摘要

1 绪论

1．1 非共价相互作用

1．1．1 氢键

1．1．2 范德华力

1．1．3 色散力

1．1．4 其它的弱相互作用

1．2 密度泛函的发展

1．3 国内双杂化密度泛函的最新进展

1．4 国外双杂化密度泛函的最新进展

1．4．1 MC3BB类泛函

1．4．2 B2-PLYP类泛函

1．5 双杂化密度泛函的构成

1．5．1 G?rling-Levy微扰理论(GLPT)

1．5．2 交换项和相关项

1．5．3 双杂化密度泛函相关的校正

1．6 计算程序

1．7 本论文主要研究内容

1．7．1 非局域范德华相关桩的双杂化密度泛函

1．7．2 基组效应

1．8 本论文的内容及结构安排

2 非局域范德华相关校正的双杂化密度泛函

2．1 理论基础和色散校正

2．1．2 色散校正

2．2 计算方法

2．2．2 计算

2．3 结果与讨论

2．3．1 优化泛函参数NLb

2．3．2 已优化的泛函在数据库S66和S22B上的表现

2．3．3 已优化泛函在数据库NCCE31上的评估

2．4 总结

3 双杂化密度泛函的基组效应

3．1 前言

3．1．1 计算标度和基组的收敛

3．1．2 基组效应和电子相关效应

3．1．3 基组效应

3．2 计算方法

3．2．2 基组

3．2．3 计算

3．2．4 结果与讨论

4 比较单参数和线性单参数双杂化密度泛函在计算非共价相互作用能量时的表现

4．1 前言

4．2 计算方法

4．2．1 数据库

4．2．2 基组

4．2．3 计算细节

4．3 结果与讨论

4．3．2 已优化的单参数双杂化密度泛函(1DH-DFs)和线性单参数双杂化密度泛函(LS1DH-DFs)在S66和S22B两个数据库上的表现

4．3．3 已优化的泛函在NCCE31、ADIM6和L7数据库中的评估

4．3．4 已优化的1DH-DFs和LS1DH-DFs在AE6和BH6数据库上的表现

4．4 结论

5 结论

5．1 本论文工作总结

5．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢

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