Questo protocollo affronta il modo in cui gli approcci empirici potenziali possono essere adattati per affrontare la previsione ragionevole delle proprietà strutturali e vibrazionali dei sistemi a celle solari prototipali sensibilizzati al colorante. Ciò è importante a causa degli approcci di costo computazionale incredibilmente ridotti con la possibilità di vari approcci di campionamento. Per eseguire una simulazione dinamica molecolare, aprire DL_POLY file software di simulazione e utilizzare il campo di forza ben convalidato di Lopez, et al.
per rilassare la configurazione del liquido ionico a temperatura ambiente attraverso potenziali empirici. Quindi usa il campo di forza Matsui-Akaogi, inclusa la mobilità della Titania nel processo di rilassamento per modellare l'anatasi. Per eseguire un'ottimizzazione della geometria con un gradiente di terminazione relativo coniugato di 0,0001, specificate l'ottimizzazione nel file di campo per 15 picosecondi con un'interruzione del tempo di un femtosecondo a 300 Kelvin in un insieme NVT.
Per eseguire DL_POLY sul terminale, immettere DL_POLY. X.In file di controllo, specificate Nose-Hoover per NVT e optate per la traiettoria della velocità di posizione stampando ogni femtosecondo. Per la superficie anatasi, assicurarsi che sia periodico lungo gli assi di laboratorio x e y proiettando alla temperatura ambiente liquidi ionici una coppia di superfici parallele con un asse x di 21 angstrom e un asse y di 21 angstrom.
Assicurarsi che il sistema di celle solari sensibilizzato al colorante con un solvente esplicito sia composto da 827 atomi. Per il caso vacuole, ci dovrebbero essere 347 atomi nel sistema. Nel file di campo per i parametri di Lennard-Jones, applicare le regole di combinazione lorentz-berthelot e immettere la media aritmetica dei raggi di Lennard-Jones e la media geometrica delle profondità dei pozzi di Lennard-Jones per i campi di forza empirica nella sezione inferiore del file di campo sotto la scheda interazioni non incollate.
Per gestire l'elettrostatica a lungo raggio, applicate il metodo Ewald utilizzando una lunghezza di taglio non incollata di 10 angstrom e impostate il parametro di decadimento dello spazio reale per il metodo Ewald nel file di controllo su circa 3,14 per lunghezza di taglio non incollata. Quindi selezionate il numero di vettori d'onda di Ewald per garantire una tolleranza relativa nella valutazione di Ewald di uno per 10 al quinto negativo all'interno del file di controllo. Eseguire una serie di valutazioni potenziali dell'energia con un file REVCON rinominato come config fino a quando la pressione del sistema nell'uscita converge entro poche percentuali per selezionare la lunghezza di taglio non incollata.
Dal file di cronologia, utilizzare Python diatom velocity separato. py nel terminale per estrarre le singole velocità x, y e z ad ogni passo. Per calcolare la funzione di correlazione automatica della velocità, utilizzare vacf151005.
py ed entrare classical_dye_autocore. sh al terminale. La funzione di correlazione automatica della velocità verrà calcolata per tutte le diatomee.
Per calcolare gli spettri dalla dinamica molecolare, usate una trasformata di Fourier ponderata in massa della funzione di autocorrelazione della velocità atomica del colorante, usate Python MWPS. py ed entrare run_all_4. sh nel terminale.
Verranno calcolati gli spettri di potenza ponderati in massa. Per valutare i set di cambiamenti parziali nei liquidi ionici a temperatura ambiente per la simulazione dinamica molecolare della base potenziale imperiale per un confronto pronto l'uno con l'altro, preparare una tabella delle cariche della letteratura e inserire questa tabella nel formato del file di campo per DL-POLY. Per calcolare le cariche liquide ioniche della temperatura ambiente di Mulliken, mediamente oltre quattro punti della traiettoria della dinamica molecolare ab-initio, ri-normalizzare e preparare una tabella delle cariche della letteratura e inserire la tabella nel formato di file di campo per DL-POLY.
Per eseguire l'analisi EHT, mediamente su quattro punti della traiettoria di dinamica molecolare ab-initio implementata nel pacchetto software per l'ambiente operativo molecolare. Ri-normalizzare e preparare una tabella delle cariche della letteratura e immettere il campo nel formato di file di campo per DL-POLY. Qui, vengono mostrati motivi di legame rappresentativi dei quattro diversi set di carica parziale dopo 15 picosecondi di dinamica molecolare.
Per la letteratura derivata cariche come dimostrato, si può osservare un'interazione prominente di legame idrogeno con un protone di superficie. Tuttavia, i tre insiemi di carica derivati dalla dinamica molecolare ab-initio non presentano un'interazione coulombica così forte con un protone di superficie. In effetti, la minore entità delle cariche parziali nel caso derivato dalla letteratura rispetto a quelle campionata in vari modi dalla dinamica molecolare ab-initio porta in misura minore alla schermatura della carica in relazione alle cariche liquide ioniche a temperatura ambiente parziale di magnitudine maggiore.
È interessante notare che l'insieme di carica derivato da Mulliken mostra una certa piegatura sostenuta del colorante per avere un legame idrogeno prominente con un atomo di ossigeno ponte sulla superficie anatasi. La migliore carica di qualità adatta alla dinamica molecolare ab-initio porta a motivi di legame N719 più realistici che sono in accordo con la dinamica molecolare Born-Oppenheimer basata su PEV con dispersione Grimme-D3. I risultati spettrali della funzione di autocorrelazione della velocità della velocità ab-initio ponderata in massa dimostrano un ammasso di picchi spettroscopici a una regione di 300-400 centimetri.
I picchi principali presenti negli spettri classici sono a 600 e 800 centimetri per le cariche derivate dalla letteratura, 525 e 800 centimetri per le cariche Mulliken, 675, 810 e 900 centimetri per le cariche EHT e 650, 800 e 900 centimetri per il set di carica di Hirshfeld. Assicurarsi di controllare la struttura iniziale della geometria della Titania in tutte le direzioni. Per ottimizzare, il campo di forza può essere utilizzato per valutare il potenziale empirico agli spettri vibrazionali come previsto per la dinamica molecolare.
la dinamica molecolare ab-initio è una strategia efficace e promettente. L'uso della dinamica molecolare sarà probabilmente importante anche nella simulazione per consentire il prototipo di celle solari sensibilizzate al colorante
