关于第一性原理计算、DFT、分子动力学概念区分和理解 - 第一性原理 - Vasp&MedeA

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1楼 2016-09-08 10:36:24

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漫天飘雪

版主 (知名作家)

认真做事，踏实做人

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obaica: 金币+10 2016-09-08 11:05:07

1. 前两个区分界限不是很明显，就目前的主流形式来说主要两类，可以说是解两个方程：
Hartree-Fork 和 Kohn-Sham。
前者对应经典的量子化学方法（量子化学板块应该有介绍），后者对应密度泛函（第一性原理板块）。
广义的第一性原理包含指的是一切基于量子力学原理的计算，当然包含上面两个了。
狭义的第一性原理基本上就是指密度泛函。
2. 分子动力学模拟分子体系的运动进一步计算体系的热力学量和其他宏观性质。看它源代码是对应的的是什么，如果是基于第一性原理的那就是ab-initio MD（当然鉴于计算机能力，上千原子的还很难实施，这个也就走个形式）,还有基于力场，经验参数等等叫法都是不一样的，分子模拟板块应该有不少介绍。

以上只是个人观点，欢迎大家指正。

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3楼2016-09-08 11:01:17

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luzihen

金虫 (正式写手)

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obaica: 金币+1, 10 2016-09-09 18:17:52
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漫天飘雪: 金币+2, 谢谢交流 2016-09-09 19:47:58

漫天飘雪说的对的

首先是BO近似把电子和离子运动分开了，第一性原理计算处理电子部分，分子动力学处理离子部分。

第一性原理计算处理电子部分。实际上第一性原理计算不仅仅包含DFT（电子密度类的方法），还有波函数类的方法，HF，post-HF，不过小木虫现在比较流行把DFT叫做第一性原理，（post-）叫做HF量化。处理比较大的体系post-HF基本不可能，所以我们都干DFT。第一性原理就当成一个算不同离子结构能量的引擎就好。

分子动力学是处理离子部分的方法之一，就是让离子在势能面上根据牛顿力学跑，别的处理离子部分的方法还有结构优化，就是让离子在势能面上根据结构优化算法跑（比如CG），这些只是处理动力学算子不一样罢了。。。分子动力学比较牛鼻的地方是可以比较正确的sample出不同的热力学量，摆脱了离子部分0K的限制。但是温度较低的情况下动力学太慢，就要搞点别的方法，比如metadynamics，umbrella-sampling,热力学积分这些。。。现在无机有机钙钛矿这么火，普通低温动力学sample又不给力，估计把metadynamics或者一些别的sample方法用上去能发很不错的文章

以上全部基于BO近似，搞不定两个情况，一个是势能面交叉，一个是离子的量子性，这些修正也都有人做。。。。离子的量子性做proton的考虑的比较多，大部分是基于dirac的路径积分那一套，ring-polymer dynamics

我就说说自己的看法。。。其实估计都是你知道的内容。。。

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