Au、Ag、およびPDのベンゼン、コロネン、グラフェンへの結合の性質：ベンチマークCCSD（T）計算から平面波DFT計算へ

ベンゼン、コロネン、グラフェンへのAg、Au、およびPD原子の吸着は、ポストハートリーフォック波動関数理論（CCSD（T）、MP2）および密度官能理論（M06-2X、DFT-D3、PBEを使用して研究されています。、vdw-df）メソッド。ベンゼン-M（M = PD、Au、Ag）複合体のCCSD（T）ベンチマーク結合エネルギーは、それぞれ19.7、4.2、および2.3 kcal/molです。3つの金属の結合の性質は異なることがわかりました。銀は主に分散相互作用を通じて結合しますが、パラジウムの結合は共有特性を持ち、金の結合には電荷移動と分散相互作用の微妙な組み合わせが含まれます。効果。ベンゼン-M複合体のCCSD（T）ベンチマーク結合エネルギーは、正確な交換の一部と非帝国のファンデルワール補正（EE+VDW）を含めることにより、平面波密度の機能理論計算で再現できることを実証します。EE+VDW法を適用して、それぞれ17.4、5.6、および4.3 kcal/molのグラフェンM（M = PD、Au、Ag）複合体の結合エネルギーを取得しました。ベンゼン-M複合体に見られる結合エネルギーの傾向は、コロネンおよびグラフェン錯体の傾向に対応しています。経験的補正を使用して、VDWの相互作用の影響を説明するDFTメソッドは、研究されたシステムの一部での結合エネルギーを大幅に過大評価しています。

The adsorption of Ag, Au, and Pd atoms on benzene, coronene, and graphene has been studied using post Hartree-Fock wave function theory (CCSD(T), MP2) and density functional theory (M06-2X, DFT-D3, PBE, vdW-DF) methods. The CCSD(T) benchmark binding energies for benzene-M (M = Pd, Au, Ag) complexes are 19.7, 4.2, and 2.3 kcal/mol, respectively. We found that the nature of binding of the three metals is different: While silver binds predominantly through dispersion interactions, the binding of palladium has a covalent character, and the binding of gold involves a subtle combination of charge transfer and dispersion interactions as well as relativistic effects. We demonstrate that the CCSD(T) benchmark binding energies for benzene-M complexes can be reproduced in plane-wave density functional theory calculations by including a fraction of the exact exchange and a nonempirical van der Waals correction (EE+vdW). Applying the EE+vdW method, we obtained binding energies for the graphene-M (M = Pd, Au, Ag) complexes of 17.4, 5.6, and 4.3 kcal/mol, respectively. The trends in binding energies found for the benzene-M complexes correspond to those in coronene and graphene complexes. DFT methods that use empirical corrections to account for the effects of vdW interactions significantly overestimate binding energies in some of the studied systems.