Vliyanie yadernykh kvantovykh effektov na kolebatel'nyy spektr i strukturu endofullerena H2O@C60
- Authors: Potapov D.O.1, Kondratyuk N.D.1
-
Affiliations:
- Issue: Vol 119, No 11-12 (2024)
- Pages: 897–903
- Section: Articles
- URL: https://journals.rcsi.science/0370-274X/article/view/260889
- DOI: https://doi.org/10.31857/S123456782412005X
- EDN: https://elibrary.ru/NBBXNG
- ID: 260889
Cite item
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
- A. Popov, Endohedral fullerenes: electron transfer and spin, Springer, Heidelberg (2017).
- H. Chandler, M. Stefanou, E. Campbell, and R. Schaub, Nat. Commun. 10, 2283 (2019).
- 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).
- 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).
- 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).
- K. Kurotobi, and Y. Murata, Science 333, 613 (2011).
- 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).
- C. Beduz, M. Carravetta, J. Chen et al. (Collaboration), PNAS 109, 12894 (2012).
- 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).
- S. Zhukov, V. Balos, G. Hoffman et al. (Collaboration), Sci. Rep. 10, 18329 (2020).
- 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).
- S. Aoyagi, N. Hoshino, T. Akutagawa, Y. Sado, R. Kitaura, H. Shinohara, K. Sugimoto, R. Zhange, and Y. Muratae, Chem. Commun. 50, 524 (2014).
- J. Cioslowski and A. Nanayakkara, Phys. Rev. Lett. 69, 2871 (1992).
- S. Jarvis, H. Sang, F. Junqueira et al. (Collaboration), Commun. Chem. 4, 135 (2021).
- J. Dunn and E. Rashed, J. Phys. Conf. Ser. 1148, 012003 (2018).
- S. Kaneko, Y. Hashikawa, S. Fujii, Y. Murata, and M. Kiguchi, ChemPhysChem. 18, 1229 (2017).
- D. Bucher, Chem. Phys. Lett. 534, 38 (2012).
- C. Williams, M. Whitehead, and L. Pang, J. Phys. Chem. 97, 11652 (1993).
- A. Varadwaj and P. Varadwaj, Chem. Eur. J. 18, 15345 (2012).
- A. Saroj, V. Ramanathan, B. Kumar Mishra, A. N. Panda, and N. Sathyamurthy, ChemPhysChem. 23, e202200413 (2022).
- Н. Дегтяренко, Е. Мазур, Письма в ЖЭТФ 104, 329 (2016).
- И. Федоров, В. Стегайлов, Письма в ЖЭТФ 113, 392 (2021).
- Н. Фоминых, В. Стегайлов, Письма в ЖЭТФ 117, 857 (2023).
- T. Markland, M. Ceriotti, Nat. Rev. Chem. 2, 0109 (2018).
- M. Tuckerman, Statistical mechanics theory and molecular simulation, Oxford University Press, Oxford (2010).
- O. Marsalek, T. Markland, J. Phys. Chem. Lett. 8, 1545 (2017).
- M. Rossi, M. Ceriotti, and D. Manolopoulos, J. Chem. Phys. 140, 234116 (2014).
- M. Ceriotti, D. Manolopoulos, and M. Parrinello, J. Chem. Phys. 134, 084104 (2011).
- M. Ceriotti, M. Parrinello, T. Markland, and D. Manolopoulos, J. Chem. Phys. 133, 124104 (2010)
- A. Farimani, Y. Wu, and N. Aluru, Phys. Chem. Chem. Phys. 15, 17993 (2013).
- G. Kresse and J. Furthm¨uller, Phys. Rev. B 54, 11169 (1996).
- J. Perdew, K. Burke, and M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett. 77, 3865 (1996).
- S. Grimme, J. Antony, S. Ehrlich, and H. Krieg, J. Chem. Phys. 132, 154104 (2010).
- A. Togo, L. Chaput, T. Tadano, and I. Tanaka, J. Phys. Condens. Matter. 35, 353001 (2023).
- Г. Норман, Д. Флейта, Письма в ЖЭТФ 111, 251 (2020).
- И. Балякин, Р. Рыльцев, Н. Щелкачёв, Письма в ЖЭТФ 117, 377 (2023).
- D. Semenok, I. Troyan, A. Sadakov et al. (Collaboration), Adv. Mater. 34, 2204038 (2022).
- M. Popov, F. Khorobrykh, S. Klimin, V. Churkin, D. Ovsyannikov, and A. Kvashnin, Nanomaterials 13, 696 (2023).
- I. Novikov, K. Gubaev, E. Podryabinkin, and A. Shapeev, Mach. Learn.: Sci. Technol. 2, 025002 (2020).
- S. Plimpton, J. Comput. Phys. 117, 1 (1995).
- V. Kapil, M. Rossi, O. Marsalek et al. (Collaboration), Comput. Phys. Commun. 236, 214 (2019).
- I. Craig and D. Manolopoulos, J. Chem. Phys. 121, 3368 (2004).
- O. Shameema, C. Ramachandran, and N. Sathyamurthy, J. Phys. Chem. A 110, 2 (2006).
- A. Kharazmi and N. Priezjev, J. Phys. Chem. B 121, 7133 (2017).
- C. Liang, A. Rayabharam, and N. Aluru, J. Phys. Chem. B 127, 6532 (2023).