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本教程基于AMS2023.104,应适用于AMS2023及以上版本。本教程将演示
关于 PES Exploration 更全面的介绍,可以参考教程
金属氧化物表面的水吸附在多相催化、电化学和地球化学中很常见。水可以在表面进行分子吸附或解离,并且可以向表面原子和/或其他水分子提供氢键。
ZnO(\(10\bar{1}0\)) 面上的水吸附,是一种已经得到充分研究的体系。单层 H_$2$O 可以形成分子吸附、解离吸附或五五开(半解离)吸附(参考文献:Partial Dissociation of Water Leads to Stable Superstructures on the Surface of Zinc Oxide, Bernd Meyer el, Angew. Chem. Int. Ed., 2004, Volume43, Issue48, Pages 6641-6645)。
Raymand 等人开发了用于 ZnO 上 H$_2$O 吸附的ReaxFF 力场。本文将使用该力场,来演示如何使用 basin hopping 和 process search,自动发现三种最稳定的水单层吸附类型,以及从一种结构转换为另一种结构的障碍。
包括如下步骤:
注意:虽然本文以ReaxFF来演示这个过程,实际上其他模块如DFTB也是支持的,使用方式除Main的设置不同,其他大同小异。
点击链接,并复制其全部内容,到AMSinput窗口Ctrl v粘贴,即导入该结构。导入的这个二维Slab模型,是根据 ReaxFF 优化的晶格参数A = 3.28 Å 和C = 5.28 Å 构建的(参见如上所示 Raymand 等人的文献),是 ZnO (\(10\bar{1}0\)) 表面的 (2×1) 超胞,x||[\(1\bar{2}10\)] 和y || [0001] ,厚度为 2 层。
这两个 H$_2$O 分子是被手动移动到现在这个较为合理的吸附位置的,因为这只是全局优化的起点,因此水分子的具体位置其实并不那么重要,不过建议水分子吸附的姿态正确会更好,例如吸附到金属上的应该是水分子中的O原子,吸附到O原子位则只可能是水分子中的H原子。
注: