计算老司机小班课

计算老司机小班课：催化进阶

随着计算机软硬件的快速发展，理论计算正被广泛应用到各个领域，包括催化。对于多原子体系，绝大部分第一性原理计算往往专注电子结构和能量，这对于理解基态下催化剂和化学反应无疑取得了巨大成功，但研究者越来越希望将理论计算扩展到有限温度和压强，这就必须进行进阶考量了。

0K下的计算对催化研究肯定不够，到底缺失哪些信息？

我们能将第一性原理计算从0K扩展到任意温度吗？

当初学者能成功完成一般DFT计算后，赫然发现0K下的计算，很多时候还不足以解释催化现象，甚至直接被审稿人要求补充有限温度下的数据，这是为什么呢？因为真实多原子体系包含原子，即原子核和电子，而绝大部分计算我们只完成了电子部分的计算，未能考虑原子核。正因为如此，诸多与温度相关的物理量需要进一步考虑。一种简单、高效处理方法就是引入声子 – 一种将原子运动简谐化处理而得到的准粒子。

通过计算振动频率和声子谱，我们在静态计算时可以进一步计算零点振动能、熵以及化学势，而动态模拟时则引入第一原理分子动力学。如此以来，催化中温度和压强等效应就能被纳入计算范围，继而提供更准确的催化计算。

回归到实际催化应用，老司机贴心准备了多个案例，将催化计算应用到小分子－催化剂作用分析，介绍定性和定量分析工具，前者从轨道角度，后者从键分析角度，通过COHP、ELF等定量工具，集中探讨催化机制。

本次进阶课程，旨在帮助初学者快速实现理想0K计算到真实反应条件的过渡。合计6节，计算老司机从原子运动讲起，逐步引入振动频率、声子等概念，概括当前DFT框架下考虑有限温度的４种扩展计算。四节理论课逐一展开，各种计算步骤、参数设置详细给出，再配合两节实际操作，迅速形成实际战斗力！

2月27日，腾讯课堂线上直播，一天学习，终身受益，搞定０K到任意温度！



讲师简介：计算老司机孙老师，从事计算模拟20余年，长期工作于能源与环境催化第一线，以第一作者、通讯作者身份发表包括Nature、Nature Materials、JACS、Angew.、EES、Nat. Commun.、AM、AEM、AFM 等众多顶级期刊优质工作，迄今已发表240余篇论文，引用18000余次，单篇最高引用3800余次。

内容版权声明：除非注明，否则皆为本站转载文章。文章及图片版权归原作者所有，如有侵权请联系我们，我们立刻删除。