Path-integral molecular dynamics simulations for water anion clusters (HO) and (DO)

水の負イオンクラスター(HO)及び(DO)の経路積分分子動力学シミュレーション

高柳 敏幸*; 吉川 武宏*; 茂木 春樹*; 志賀 基之   

Takayanagi, Toshiyuki*; Yoshikawa, Takehiro*; Motegi, Haruki*; Shiga, Motoyuki

水負イオンクラスター(HO) and (DO)について、半経験的1電子擬ポテンシャル分極モデルのもとで、経路積分分子動力学シミュレーションを行った。H原子の方がD原子より 零点振動の幅が大きいため、(HO)の水素結合距離は(DO)のものより少し長くなる。また、(HO)の垂直電子脱離エネルギーの分布幅は(DO)のそれよりも広くなることがわかった。このシミュレーションは、水負イオンクラスターにおける原子核の量子効果の重要性を示している。

Path-integral molecular dynamics simulations have been performed for water anion clusters,(HO) and (DO), on the basis of a semiempirical one-electron pseudopotential polarization model. Due to larger zero-point vibrational amplitudes for H atoms than that of D atoms, hydrogen-bond lengths in the (HO) cluster are slightly larger than those in (DO). The distribution of the vertical detachment energies for (HO) also show a broader feature than that for (DO). The present simulations thus demonstrate the importance of nuclear quantum effects in water anion clusters.