Chemistry
A subscription to JoVE is required to view this content.
You will only be able to see the first 2 minutes.
The JoVE video player is compatible with HTML5 and Adobe Flash. Older browsers that do not support HTML5 and the H.264 video codec will still use a Flash-based video player. We recommend downloading the newest version of Flash here, but we support all versions 10 and above.
If that doesn't help, please let us know.
Vibrasjonsspektra av et N719-Chromophore/Titania-grensesnitt fra Empirisk-potensiell molekylær-dynamikksimulering, løst av en romtemperatur ionisk væske
Chapters
Summary January 25th, 2020
Please note that all translations are automatically generated.
Click here for the English version.
En farge-sensitrert solcelle ble løst av RTILs; ved hjelp av optimaliserte empiriske potensialer, ble en molekylær dynamikksimulering brukt til å beregne vibrasjonsegenskaper. Den oppnådde vibrasjonsspektrastraen ble sammenlignet med eksperiment og ab initio molekylær dynamikk; ulike empiriske potensielle spektra viser hvordan delvis ladeladeparameterisering av den ioniske væsken påvirker vibrasjonsspektraprediksjon.
Transcript
Denne protokollen tar for seg hvor godt empiriske potensielle tilnærminger kan skreddersys for å håndtere og rimelig prediksjon av strukturelle og vibrasjonsegenskaper av prototypiske fargesensibiliserte solcellesystemer. Dette er viktig på grunn av de svimlende reduserte beregningskostnadene med mulighet for ulike prøvetakingstilnærminger. For å utføre en molekylær dynamisk simulering, åpne DL_POLY simuleringsprogramvarefilen og bruk det godt validerte kraftfeltet Lopez, et al.
å slappe av romtemperatur ionisk væske konfigurasjon via empiriske potensialer. Bruk deretter Matsui-Akaogi-kraftfeltet, inkludert Titanias mobilitet i avslapningsprosessen til å modellere anatase. Hvis du vil utføre en geometrioptimalisering med en konjugert gradientminimering relativ avslutningsgradient på 0,0001, angir du optimalisering i feltfilen for 15 picosekunder med en femtosecond tidsstopp på 300 Kelvin i et NVT-ensemble.
Hvis du vil DL_POLY på terminalen, angir du DL_POLY. X.In kontrollfilen, angi Nose-Hoover for NVT og velg posisjonshastighet bane utskrift hver og en femtosecond. For anatase overflaten, sørg for at det er periodisk langs x og y laboratorieakser projiserer til romtemperatur ioniske væsker et par parallelle overflater med en x-akse av 21 angstroms og en y-akse av 21 angstroms.
Sørg for at det fargesensibiliserte solcellesystemet med et eksplisitt løsningsmiddel består av 827 atomer. For det i vakuol tilfellet bør det være 347 atomer i systemet. I feltfilen for Lennard-Jones-parametere, bruk Lorentz-Berthelot som kombinerer regler og skriver inn det aritmetiske gjennomsnittet til Lennard-Jones radii og det geometriske gjennomsnittet til Lennard-Jones-brønndypet for de empiriske kraftfeltene i den nederste delen av feltfilen under kategorien ikke-bindede interaksjoner.
For å håndtere elektrotetikk med lang rekkevidde, bruk Ewald-metoden ved hjelp av en ikke-limt cutoff lengde på 10 angstrom og sett den virkelige romforfallparameteren for Ewald-metoden i kontrollfilen til ca. 3,14 per ikke-limt cutoff lengde. Velg deretter antall Ewald-bølgevektorer for å sikre en relativ toleranse i Ewald-evalueringen av en gang 10 til den negative femtedelen i kontrollfilen. Utfør en rekke potensielle energievalueringer med en REVCON-fil omdøpt som config til systemtrykket i produksjonen konvergerer til innen noen få prosent for å velge den ikke-limte cutoff-lengden.
Fra historiefilen bruker du Python diatomhastighet atskilt. py i terminalen for å trekke ut de enkelte x, y og z hastigheter på hvert trinn. Hvis du vil beregne funksjonen for automatisk korrelasjon av hastighet, bruker du vacf151005.
py og gå inn classical_dye_autocore. inn i terminalen. Hastighets automatisk korrelasjonsfunksjon vil bli beregnet for alle diatomene.
For å beregne spektra fra molekylær dynamikk, bruk en massevektet Fourier Transform av fargestoffets atomhastighet auto korrelasjonsfunksjon, bruk Python MWPS. py og gå inn run_all_4. i terminalen.
Massevektet kraftspektra vil bli beregnet. For å vurdere delvise endringssett i romtemperaturioniske væsker for imperial potensiell base molekylær dynamisk simulering for klar sammenligning med hverandre, utarbeide en tabell over litteraturkostnader og skriv inn denne tabellen i feltet filformat for DL-POLY. For å beregne Mulliken romtemperatur ionisk væske kostnader, gjennomsnittlig over fire punkter av ab-initio molekylær dynamikk banen, re-normalisere og forberede en tabell over litteratur kostnader og skriv inn tabellen i feltet filformat for DL-POLY.
For å utføre EHT-analysen, gjennomsnittlig over fire punkter av ab-initio molekylær dynamikk banen som implementert i molekylæroperaterapi miljø programvarepakke. Normaliser på nytt og klargjør en tabell over litteraturgebyrene, og skriv inn feltet i feltfilformat for DL-POLY. Her vises representative bindende motiver for de fire forskjellige delvise ladesettene etter 15 picosekunder molekylær dynamikk.
For litteraturen avledet kostnader som demonstrert, kan en fremtredende hydrogenbinding interaksjon med en overflate proton observeres. De tre ab-initiomolekylære dynamikken som er avledet, har imidlertid ikke en så sterk coulombic interaksjon med et overflateproton. Faktisk fører den mindre størrelsen på de delvise anklagene i litteraturen avledet tilfelle sammenlignet med de som er samplet på ulike måter fra ab-initio molekylær dynamikk til mindre grad av ladeskjerming i forhold til den større størrelsen delvis romtemperatur ionisk væskeladninger.
Interessant, Mulliken avledet ladesett viser en viss vedvarende kinking av fargestoffet å ha en fremtredende hydrogenbinding med en bro oksygenatom på anatase overflaten. Den bedre kvalitet ladning passer fra ab-initio molekylær dynamikk føre til mer realistiske N719 bindende motiver som er i samsvar med PEV-baserte Born-Oppenheimer molekylær dynamikk med Grimme-D3 spredning. De massevektede ab-initio molekylære dynamikken hastighet auto korrelasjon funksjon spektrale resultater viser en klynge av spektroskopiske topper på 300 til 400 centimeter region.
De viktigste toppene som finnes i den klassiske spektra er på 600 og 800 centimeter for litteraturen avledet kostnader, 525 og 800 centimeter for Mulliken kostnader, 675, 810 og 900 centimeter for EHT kostnader, og 650, 800 og 900 centimeter for Hirshfeld ladesett. Pass på å sjekke den opprinnelige strukturen til titaniaens geometri i alle retninger. For å optimalisere kan kraftfeltet brukes til å vurdere det empiriske potensialet ved vibrasjonsspektra som spådd for molekylærdynamikken.
ab-initio molekylær dynamikk er en effektiv og lovende strategi. Bruken av molekylær dynamikk er også sannsynlig å være viktig i simulering aktivere fargestoff-sensibiliserte solceller prototype
Related Videos
You might already have access to this content!
Please enter your Institution or Company email below to check.
has access to
Please create a free JoVE account to get access
Login to access JoVE
Please login to your JoVE account to get access
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
Please enter your email address so we may send you a link to reset your password.
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
Your JoVE Unlimited Free Trial
Fill the form to request your free trial.
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
Thank You!
A JoVE representative will be in touch with you shortly.
Thank You!
You have already requested a trial and a JoVE representative will be in touch with you shortly. If you need immediate assistance, please email us at subscriptions@jove.com.
Thank You!
Please enjoy a free 2-hour trial. In order to begin, please login.
Thank You!
You have unlocked a 2-hour free trial now. All JoVE videos and articles can be accessed for free.
To get started, a verification email has been sent to email@institution.com. Please follow the link in the email to activate your free trial account. If you do not see the message in your inbox, please check your "Spam" folder.
