Vliyanie yadernykh kvantovykh effektov na kolebatel'nyy spektr i strukturu endofullerena H2O@C60

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Структурные и динамические свойства молекулы воды претерпевают изменения в случае ее нахождения внутри фуллерена (H2O@C60). В данной работе был впервые применен метод атомистического моделирования с учетом ядерных квантовых эффектов для описания низкотемпературной динамики и изменения структуры молекулы воды, заключенной в фуллерене при 5 K. Для расчета взаимодействий в данной системе используется машинно- обученный потенциал на траекториях из DFT. Нулевые колебания и делокализация ядер учитываются с помощью фейнмановских интегралов по траекториям.

References

  1. A. Popov, Endohedral fullerenes: electron transfer and spin, Springer, Heidelberg (2017).
  2. H. Chandler, M. Stefanou, E. Campbell, and R. Schaub, Nat. Commun. 10, 2283 (2019).
  3. P. Anilkumar, F. Lu, L. Cao, P. Luo, J.-H. Liu, S. Sahu, K. Tackett II, Y. Wang, and Y.-P. Sun, Curr. Med. Chem. 18, 2045 (2011).
  4. J. Zhang, Y. Ye, Y. Chen, C. Pregot, T. Li, S. Balasubramaniam, D. Hobart, Y. Zhang, S. Wi, R. Davis, L. Madsen, J. Morris, S. LaConte, G. Yee, and H. Dorn, JACS 136, 2630 (2014).
  5. V. Lebedev, Y. Kulvelis, A. Vul, G. Peters, M. Vovk, V. Orlova, T. Tropin, M. Popova, O. Bolshakova, and E. Fomin, Photocatalysis for Environmental Remediation and Energy Production: Recent Advances and Applications, Springer International Publishing, Cham (2023).
  6. K. Kurotobi, and Y. Murata, Science 333, 613 (2011).
  7. S. Mamone, M. Concistr`e, E. Carignani, B. Meier, A. Krachmalnicoff, O. Johannessen, X. Lei, Y. Li, M. Denning, M. Carravetta, K. Goh, A. Horsewill, R. Whitby, and M. Levitt, J. Chem. Phys. 140, 194306 (2014).
  8. C. Beduz, M. Carravetta, J. Chen et al. (Collaboration), PNAS 109, 12894 (2012).
  9. A. Shugai, U. Nagel, Y. Murata, Y. Li, S. Mamone, A. Krachmalnicoff, S. Alom, R. J. Whitby, M. H. Levitt, and T. R˜o˜om, J. Chem. Phys. 154, 124311 (2021).
  10. S. Zhukov, V. Balos, G. Hoffman et al. (Collaboration), Sci. Rep. 10, 18329 (2020).
  11. A. Melentev, S. Zhukov, V. Balos, G. Hoffman, Sh. Alom, M. Belyanchikov, E. Zhukova, M. Dressel, G. Bacanu, P. Abramov, M. Levitt, R. Whitby, B. Gorshunov, and M. Sajadi, J. Phys. Conf. Ser. 1984, 012012 (2021).
  12. S. Aoyagi, N. Hoshino, T. Akutagawa, Y. Sado, R. Kitaura, H. Shinohara, K. Sugimoto, R. Zhange, and Y. Muratae, Chem. Commun. 50, 524 (2014).
  13. J. Cioslowski and A. Nanayakkara, Phys. Rev. Lett. 69, 2871 (1992).
  14. S. Jarvis, H. Sang, F. Junqueira et al. (Collaboration), Commun. Chem. 4, 135 (2021).
  15. J. Dunn and E. Rashed, J. Phys. Conf. Ser. 1148, 012003 (2018).
  16. S. Kaneko, Y. Hashikawa, S. Fujii, Y. Murata, and M. Kiguchi, ChemPhysChem. 18, 1229 (2017).
  17. D. Bucher, Chem. Phys. Lett. 534, 38 (2012).
  18. C. Williams, M. Whitehead, and L. Pang, J. Phys. Chem. 97, 11652 (1993).
  19. A. Varadwaj and P. Varadwaj, Chem. Eur. J. 18, 15345 (2012).
  20. A. Saroj, V. Ramanathan, B. Kumar Mishra, A. N. Panda, and N. Sathyamurthy, ChemPhysChem. 23, e202200413 (2022).
  21. Н. Дегтяренко, Е. Мазур, Письма в ЖЭТФ 104, 329 (2016).
  22. И. Федоров, В. Стегайлов, Письма в ЖЭТФ 113, 392 (2021).
  23. Н. Фоминых, В. Стегайлов, Письма в ЖЭТФ 117, 857 (2023).
  24. T. Markland, M. Ceriotti, Nat. Rev. Chem. 2, 0109 (2018).
  25. M. Tuckerman, Statistical mechanics theory and molecular simulation, Oxford University Press, Oxford (2010).
  26. O. Marsalek, T. Markland, J. Phys. Chem. Lett. 8, 1545 (2017).
  27. M. Rossi, M. Ceriotti, and D. Manolopoulos, J. Chem. Phys. 140, 234116 (2014).
  28. M. Ceriotti, D. Manolopoulos, and M. Parrinello, J. Chem. Phys. 134, 084104 (2011).
  29. M. Ceriotti, M. Parrinello, T. Markland, and D. Manolopoulos, J. Chem. Phys. 133, 124104 (2010)
  30. A. Farimani, Y. Wu, and N. Aluru, Phys. Chem. Chem. Phys. 15, 17993 (2013).
  31. G. Kresse and J. Furthm¨uller, Phys. Rev. B 54, 11169 (1996).
  32. J. Perdew, K. Burke, and M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett. 77, 3865 (1996).
  33. S. Grimme, J. Antony, S. Ehrlich, and H. Krieg, J. Chem. Phys. 132, 154104 (2010).
  34. A. Togo, L. Chaput, T. Tadano, and I. Tanaka, J. Phys. Condens. Matter. 35, 353001 (2023).
  35. Г. Норман, Д. Флейта, Письма в ЖЭТФ 111, 251 (2020).
  36. И. Балякин, Р. Рыльцев, Н. Щелкачёв, Письма в ЖЭТФ 117, 377 (2023).
  37. D. Semenok, I. Troyan, A. Sadakov et al. (Collaboration), Adv. Mater. 34, 2204038 (2022).
  38. M. Popov, F. Khorobrykh, S. Klimin, V. Churkin, D. Ovsyannikov, and A. Kvashnin, Nanomaterials 13, 696 (2023).
  39. I. Novikov, K. Gubaev, E. Podryabinkin, and A. Shapeev, Mach. Learn.: Sci. Technol. 2, 025002 (2020).
  40. S. Plimpton, J. Comput. Phys. 117, 1 (1995).
  41. V. Kapil, M. Rossi, O. Marsalek et al. (Collaboration), Comput. Phys. Commun. 236, 214 (2019).
  42. I. Craig and D. Manolopoulos, J. Chem. Phys. 121, 3368 (2004).
  43. O. Shameema, C. Ramachandran, and N. Sathyamurthy, J. Phys. Chem. A 110, 2 (2006).
  44. A. Kharazmi and N. Priezjev, J. Phys. Chem. B 121, 7133 (2017).
  45. C. Liang, A. Rayabharam, and N. Aluru, J. Phys. Chem. B 127, 6532 (2023).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Российская академия наук

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).