Méthode de Car et Parrinello

Méthode de Car et Parrinello

La méthode de Car et Parrinello est, en chimie numérique, un type de dynamique moléculaire ab initio (ou premiers principes), utilisant de manière usuelle des conditions aux limites périodiques, une base d'ondes planes dans la théorie de la fonctionnelle de la densité. Elle fut proposé par Roberto Car et Michele Parrinello en 1985, qui reçurent la médaille Dirac de l'ICTP en 2009.

Sommaire

Principe

Contrairement à une dynamique moléculaire basée sur l'approximation de Born-Oppenheimer dans laquelle les degrés de liberté nucléaires (dit aussi ioniques) sont propagés par utilisation des forces ioniques qui sont calculées à chaque itération par une résolution approchée du problème électronique avec des méthodes conventionnelles de diagonalisation des matrices, la méthode Car-Parrinello introduit de manière explicite les degrés de liberté électroniques comme variables (fictives) de dynamique, par l'écriture d'un lagrangien étendu pour le système qui conduit à un système d'équations du mouvement couplées à la fois pour les ions et les électrons. De cette manière, la minimisation électronique explicite à chaque itération n'est pas nécessaire : après une minimisation électronique standard initiale, la dynamique fictive des électrons les maintient dans l'état fondamental correspondant à chaque nouvelle configuration ionique « visitée » au cours de la dynamique, ce qui permet d'obtenir des forces ioniques précises. Afin de maintenir la condition d'adiabaticité, il est nécessaire que la masse fictive des électrons soit choisie assez petite pour éviter un transfert d'énergie significatif depuis les degrés de liberté ioniques jusqu'au degrés de liberté électroniques. Cette petite masse fictive requiert à son tour que les équations du mouvement soient intégrées en utilisant un pas de temps plus court que ceux utilisés dans une dynamique moléculaire de type Born-Oppenheimer (1-10 fs).

Dynamique fictive

Expression du lagrangien


\mathcal{L} = 
\frac{1}{2}\left(\sum_I M_I \dot R_I^2 + \mu \int dr |\dot\psi_i|^2 \right) 
- E\left[\{\psi_i\},\{R_i\}\right]

Dans lequel E\left[\{\psi_i\},\{R_i\}\right] est la fonctionnelle de densité de l'énergie de Kohn et Sham, qui donne les valeurs de l'énergie lorsque sont fournies les fonctions d'onde de Kohn et Sham et les positions nucléaires.

Expression de la contrainte orthogonale


\int dr \psi_i^* \psi_j = \delta_{ij}

δij est le symbole de Kronecker.

Équations du mouvement

Les équations du mouvement sont obtenues en prenant le point stationnaire du lagrangien par le biais de ψi et RI, et en respectant la contrainte d'orhtogonalité.

Limite de Born-Oppenheimer

Lorsque l'on approche de la limite formelle pour laquelle \mu \to 0, les équations du mouvent rejoignent celles d'une dynamique Born-Oppenheimner. Cependant, la limite d'implémentation numérique peut conduire à des trajectoires à oscillations rapides inefficaces : selon le cadre d'intégration choisi et selon le problème posé, μ doit être choisi avec précaution.

Références



Wikimedia Foundation. 2010.

Contenu soumis à la licence CC-BY-SA. Source : Article Méthode de Car et Parrinello de Wikipédia en français (auteurs)

Игры ⚽ Поможем написать курсовую

Regardez d'autres dictionnaires:

  • Methode de Car et Parrinello — Méthode de Car et Parrinello La méthode de Car et Parrinello est, en chimie numérique, un type de dynamique moléculaire ab initio (ou premiers principes), utilisant de manière usuelle des conditions aux limites périodiques, une base d ondes… …   Wikipédia en Français

  • Méthode De Car Et Parrinello — La méthode de Car et Parrinello est, en chimie numérique, un type de dynamique moléculaire ab initio (ou premiers principes), utilisant de manière usuelle des conditions aux limites périodiques, une base d ondes planes dans la théorie de la… …   Wikipédia en Français

  • Méthode de car et parrinello — La méthode de Car et Parrinello est, en chimie numérique, un type de dynamique moléculaire ab initio (ou premiers principes), utilisant de manière usuelle des conditions aux limites périodiques, une base d ondes planes dans la théorie de la… …   Wikipédia en Français

  • Méthode Car-Parrinello — Méthode de Car et Parrinello La méthode de Car et Parrinello est, en chimie numérique, un type de dynamique moléculaire ab initio (ou premiers principes), utilisant de manière usuelle des conditions aux limites périodiques, une base d ondes… …   Wikipédia en Français

  • Michele Parrinello — (né le 7 septembre 1945 à Messine) est un physicien italien, dont le travail porte sur la physico chimie et les méthodes de simulations spécifiquement dédiées à la physique et à la chimie numériques. Sommaire 1 Biographie 2 Récompenses… …   Wikipédia en Français

  • Michele Parrinello — (* 7. September 1945 in Messina) ist ein italienischer Physiker, der sich mit physikalischer Chemie und speziell Computer Simulationsmethoden in Physik und Chemie beschäftigt. Parrinello studierte Physik an der Universität Bologna, wo er 1968… …   Deutsch Wikipedia

  • Roberto Car — (* 3. Januar 1947 in Triest) ist ein italienischer Physiker, der sich mit Simulation molekularer dynamischer Phänomene beschäftigt. Car studierte Physik und promovierte 1971 in Kerntechnik an der Technischen Hochschule in Mailand. Er war 1973/74… …   Deutsch Wikipedia

  • Chimie Numérique — La chimie numérique (désignée parfois aussi par l anglicisme chimie computationnelle) est une branche de la chimie et/ou de la physico chimie qui utilise les lois de la chimie théorique exploitées dans des programmes informatiques spécifiques… …   Wikipédia en Français

  • Chimie computationelle — Chimie numérique La chimie numérique (désignée parfois aussi par l anglicisme chimie computationnelle) est une branche de la chimie et/ou de la physico chimie qui utilise les lois de la chimie théorique exploitées dans des programmes… …   Wikipédia en Français

  • Chimie numerique — Chimie numérique La chimie numérique (désignée parfois aussi par l anglicisme chimie computationnelle) est une branche de la chimie et/ou de la physico chimie qui utilise les lois de la chimie théorique exploitées dans des programmes… …   Wikipédia en Français

Share the article and excerpts

Direct link
Do a right-click on the link above
and select “Copy Link”