Relevant bibliographies by topics / Ab initio molecular dynamics. DFT

Contents

  1. Journal articles
  2. Dissertations / Theses
  3. Books
  4. Book chapters
  5. Conference papers
  6. Reports

Academic literature on the topic 'Ab initio molecular dynamics. DFT'

Author: Grafiati
Published: 21 December 2024

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Journal articles on the topic "Ab initio molecular dynamics. DFT"

1

Muriel, Wilver A., Juan F. Botero-Cadavid, Carlos Cárdenas, and William Rodríguez-Córdoba. "A theoretical study of the photodynamics of salicylidene-2-anthrylamine in acetonitrile solution." Physical Chemistry Chemical Physics 20, no. 46 (2018): 29399–411. http://dx.doi.org/10.1039/c8cp06145a.

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Abstract:
The ultrafast photoinduced processes of salicylidene-2-anthrylamine (2-AntSA) in acetonitrile solution have been investigated using DFT/TD-DFT static electronic structure calculations and excited state ab initio molecular dynamics simulations.
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2

Marinho, Enesio, and Pedro Alves da Silva Autreto. "Me-graphane: tailoring the structural and electronic properties of Me-graphene via hydrogenation." Physical Chemistry Chemical Physics 23, no. 15 (2021): 9483–91. http://dx.doi.org/10.1039/d0cp06684b.

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3

Vojvodin, Cameron S., Sean T. Holmes, Lara K. Watanabe, Jeremy M. Rawson, and Robert W. Schurko. "Multi-component crystals containing urea: mechanochemical synthesis and characterization by 35Cl solid-state NMR spectroscopy and DFT calculations." CrystEngComm 24, no. 14 (2022): 2626–41. http://dx.doi.org/10.1039/d1ce01610e.

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Abstract:
This work discusses the mechanochemical synthesis and characterization of five urea multicomponent crystals by XRD, solid-state NMR, DFT and ab initio molecular dynamics calculations to provide insights into their molecular-level structures.
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4

Pezzotti, Simone, Daria Ruth Galimberti, and Marie-Pierre Gaigeot. "Deconvolution of BIL-SFG and DL-SFG spectroscopic signals reveals order/disorder of water at the elusive aqueous silica interface." Physical Chemistry Chemical Physics 21, no. 40 (2019): 22188–202. http://dx.doi.org/10.1039/c9cp02766a.

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Abstract:
Through the prism of the rather controversial and elusive silica/water interface, ab initio DFT-based molecular dynamics simulations of the structure and non-linear SFG spectroscopy of the interface are analysed.
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5

Laconsay, Croix J., Ka Yi Tsui, and Dean J. Tantillo. "Tipping the balance: theoretical interrogation of divergent extended heterolytic fragmentations." Chemical Science 11, no. 8 (2020): 2231–42. http://dx.doi.org/10.1039/c9sc05161a.

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Abstract:
We interrogate a type of heterolytic fragmentation called a ‘divergent fragmentation’ using density functional theory (DFT), natural bond orbital (NBO) analysis, ab initio molecular dynamics (AIMD), and external electric field (EEF) calculations.
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6

Chen, Chun-Teh, Francisco J. Martin-Martinez, Gang Seob Jung, and Markus J. Buehler. "Polydopamine and eumelanin molecular structures investigated with ab initio calculations." Chemical Science 8, no. 2 (2017): 1631–41. http://dx.doi.org/10.1039/c6sc04692d.

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Abstract:
A set of computational methods that contains a brute-force algorithmic generation of chemical isomers, molecular dynamics (MD) simulations, and density functional theory (DFT) calculations is reported and applied to investigate nearly 3000 probable molecular structures of polydopamine (PDA) and eumelanin.
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7

Lou, Ping. "Hybrid structures of a BN nanoribbon/single-walled carbon nanotube: ab initio study." RSC Advances 5, no. 68 (2015): 55458–67. http://dx.doi.org/10.1039/c5ra08331a.

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Abstract:
Hybrid structures of a zigzag edge BN nanoribbon/single-walled carbon nanotube, have been studied via standard spin-polarized density functional theory (DFT) calculations as well as ab initio molecular dynamics (MD) simulations.
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8

Sheng, Tian, Jin-Yu Ye, Wen-Feng Lin, and Shi-Gang Sun. "An insight into methanol oxidation mechanisms on RuO2(100) under an aqueous environment by DFT calculations." Physical Chemistry Chemical Physics 19, no. 11 (2017): 7476–80. http://dx.doi.org/10.1039/c6cp08522a.

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Abstract:
In this work, we have studied methanol oxidation mechanisms on RuO2(100) by using density functional theory (DFT) calculations and ab initio molecular dynamics (MD) simulations with some explicit interfacial water molecules.
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9

Hu, Jiye, Kyongjin Pang, and Bizhang Dong. "Mechanism and identify photolysis products of fluopyram under TiO2: Experiments, DFT and ab initio Molecular dynamics study." SDRP Journal of Earth Sciences & Environmental Studies 4, no. 4 (2019): 681–90. http://dx.doi.org/10.25177/jeses.4.3.ra.504.

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10

Saiz, Fernan, and Nick Quirke. "The excess electron in polymer nanocomposites." Physical Chemistry Chemical Physics 20, no. 43 (2018): 27528–38. http://dx.doi.org/10.1039/c8cp04741c.

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Abstract:
We have used ab initio molecular dynamics and density-functional theory (DFT) calculations at the B3LYP/6-31G** level of theory to evaluate the energy and localisation of excess electrons at a number of representative interfaces of polymer nanocomposites.
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Dissertations / Theses on the topic "Ab initio molecular dynamics. DFT"

1

Rey, Jérôme. "Mechanisms and kinetics of alkenes isomerization and cracking in chabazite zeolite quantified by constrained ab initio molecular dynamics." Thesis, Lyon, 2019. http://www.theses.fr/2019LYSEN049.

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Abstract:
Les catalyseurs d’hydrocraquage et d’hydroisomérization sont bifonctionnels, avec une fonction hydro-déshydrogénante et une fonction acide, une zéolithe protonée, pour isomériser et craquer les alcènes. Par dynamique moléculaire ab initio avancée, et avec prise en compte explicite des effets thermiques (300 – 500 K), nous avons étudié les mécanismes d’isomérisation et de craquage d’alcènes C7 dans la zéolithe chabazite dans le but d’obtenir des constantes de vitesse fiables et d’interpréter la distribution des produits.Par la méthode blue moon, nous avons établi les premiers profils d’énergie libre d’isomérisations d’alcènes C7, avec des carbocations intermédiaires (et des états de transition cyclopropanes protonés, PCP), reliant des isomères di- à tri- et mono- à di-branchés (Sections III et IV). Nos simulations démontrent que les effets dynamiques et l’échantillonnage correct des rotamères jouent un rôle crucial sur la stabilité des intermédiaires et des états de transition. Ces effets ne pouvaient pas être décrits par les précédentes études de DFT statiques. Les barrières bien plus basses pour l’isomérisation de type A sont ainsi retrouvées, et expliquées par un état de transition mou, alors que l’état de transition de l’isomérisation de type B est contraint, à cause de la formation d’un edge PCP. L’étude des réactions de craquage avec les mêmes méthodes (Section V) éclaircit le rôle des cations secondaires. Pour la première fois, nous identifions les états de transitions des β-scissions. Nous déduisons de cette analyse des constantes de vitesse ab initio qui pourront être utilisées dans un modèle cinétique pour prédire l’activité et la sélectivité du catalyseur
Hydrocracking and hydroisomerization catalysts are bifunctional, with a hydro-dehydrogenation function and an acidic function, typically an acid zeolite, to isomerize and crack alkenes. With advanced ab initio molecular dynamics approach, and explicit simulation of the effects of temperature (300 – 500 K), we investigate the mechanisms of isomerization and cracking reactions of C7 alkenes within the chabazite zeolite in order to provide reliable rate constants and explain the observed products distribution. By blue moon sampling, we established for the first time, the free energy profiles for the isomerization of C7 alkenes in zeolites, with carbenium ions as intermediates (and protonated cyclopropane (PCP) as transition states), connecting di- to tri-branched, and mono- to di-branched alkene isomers (Sections III and IV). We demonstrate that the dynamic effects with the correct sampling of rotational conformers play an important role to quantify the stability of the key intermediates and transition states. These effects could not be captured by previous static DFT simulations. The much lower barriers for type A isomerization mechanisms are thus recovered, and assigned to a loose transition state, while the transition state of type B isomerization is tighter, due to the formation of an edge PCP. The study of cracking reactions (Section V) with the same methods, unravel the role of secondary cations. For the first time, we identify the structures of transition states involved in the β-scission mechanisms. From this analysis, we deduce the ab initio- rate constants that could be used in future kinetic modeling to predict activity and selectivity of the catalyst
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2

Das, S. "Theoretical investigation on structure and reactivity properties of molecule and metal clusters: a conceptual DFT and Ab initio molecular dynamics approach." Thesis(Ph.D.), CSIR-National Chemical Laboratory, Pune, 2015. http://dspace.ncl.res.in:8080/xmlui/handle/20.500.12252/2015.

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3

Failali, Abdelmounaim. "Molecular modeling of organic phases after plutonium extraction." Electronic Thesis or Diss., Université de Lille (2018-2021), 2021. http://www.theses.fr/2021LILUR002.

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Abstract:
Après son séjour au sein d'un réacteur nucléaire, le combustible contient encore une quantité importante de matières valorisables qu’il est intéressant de récupérer, à savoir le plutonium et l'uranium.La récupération et la purification de ces actinides sont réalisées à l'aide d'un procédé hydrométallurgique appelé PUREX (Plutonium Uranium Recovering by Extraction), basé sur les techniques d'extraction liquide-liquide. Ce procédé nécessite l'utilisation d'une molécule spécifique pour extraire Pu et U, le phosphate de tri-n-butyle TBP. Les N, N-dialkylamides (monoamides) sont considérés comme une famille alternative d'agents d'extraction au TBP en raison de leur forte capacité d'extraction des éléments Pu(IV) et U(VI). De plus, ces molécules présentent des caractéristiques intéressantes, telles que la forte dépendance des propriétés d'extraction (coefficient de distribution et sélectivité) à la structure des ligands ainsi qu'aux conditions chimiques. Afin de proposer le meilleur design de molécule d'extraction pour les futures usines de retraitement de combustible, il est crucial de comprendre la relation entre la structure et la capacité d'extraction. Cependant, le caractère radioactif de ces éléments combinés à leur complexité chimique rendent les études expérimentales de ces phases complexes. Par conséquent, la modélisation moléculaire semble être la solution idéale pour obtenir de nouvelles informations à l'échelle moléculaire.Dans la première partie de cette thèse, une étude quantique relativiste scalaire utilisant la théorie fonctionnelle de la densité a été réalisée pour déterminer l'influence de la nature de la chaîne alkyle monoamides sur la stabilité des complexes Pu(IV). Il a été possible de mieux comprendre la forte influence de la structure amide sur l'extraction du plutonium. Pour les deux complexes d’amide-plutonium-nitrate étudiés (complexes de sphères interne et externe), il a été constaté que l'introduction d'un groupe alkyle volumineux du côté carbonyle a un impact majeur sur l'énergie de complexation. L'impact de la polarité de la solution a été également étudié et jugé significatif.Dans le but d'étudier des systèmes plus réalistes, contenant des monoamides avec des longues chaînes alkyles, des actinides et des contre-ions, et d'aller au-delà de l'image statique de géométries optimisées au niveau QM/DFT avec des simulations de dynamique moléculaire classique, nous avons développé des champs de force polarisable pour les molécules de solvant (alcanes et monoamides) ajustés uniquement sur des calculs de chimie quantique.L'approche ab initio retenue pour le paramétrage ainsi que le champ de force résultant et détaillés nous permettent d'obtenir des propriétés macroscopiques comparables aux données expérimentales (thermodynamiques et structurales). L'excellent accord nous permet d'avoir confiance quant à la précision des prédictions réalisées sur les systèmes pures de monoamides. Enfin, les résultats préliminaires de simulations des mélanges monoamides-dodécane (DEHiBA/dodécane et DEHBA/dodécane) sont présentés
The nuclear fuel after its dwell time in reactor still bears a substantial amount of recoverable U and Pu. The recovery and purification of these actinides is achieved using a hydro-metallurgical process known as PUREX (Plutonium Uranium Recovering by EXtraction). Based on Liquid-Liquid extraction techniques, this process requires the use of a specific molecule to extract Pu and U, the tri-n-butylphosphate TBP. N,N-dialkylamides (monoamides) are regarded as an alternative family of extractants to TBP, as they are well-known for their strong extraction ability of Pu(IV) and U(VI) elements. In addition to this, they show some interesting features, such as, the strong dependence of the extraction properties (distribution coefficient and selectivity) on the ligands structure as well as chemical conditions. In order to propose the best extracting molecule design for future fuel reprocessing plants, it is crucial to understand the relationship between the structure and the extraction ability. However, the radioactivity of these elements combined with their chemical complexity make the study of these phases experimentally a real challenge. Hence, molecular modeling appears to be the golden solution for getting new insights on this issue.In the first part of this thesis, a relativistic density functional theory study was performed to investigate the influence of the monoamides alkyl chain nature on the relative stability of Pu(IV) complexes. It was possible to reach a better understanding of the strong influence of amide structure on plutonium extraction. For both investigated amide-plutonium-nitrate complexes (inner and outer-sphere complexes), it was found that the introduction of a bulky alkyl group on the carbonyl side has a major impact on the complexation energy. The impact of the polarity of the solution was also investigated and found to be significant.In the second part, within the aim of studying more realistic systems, i.e systems containing long alkyl chains monoamides, heavy elements and other counter ions, and to go beyond the static picture of QM/DFT optimized geometries with molecular dynamics simulations, we have developed a consistent polarizable FF model for the solvent molecules (alkanes, monoamides) based solely on quantum chemical calculations. The chosen ab initio parameterization approach as well as the final force field are presented. Then, the results of molecular dynamics simulations were compared to available experimental macroscopic thermodynamics and structural properties, and show an excellent agreement, making the predictions of properties of pure monoamides reliable. Finally, preliminary MD simulations results for monoamides-dodecane mixtures (DEHiBA/dodecane and DEHBA/dodecane) are presented
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Cheik, Njifon Ibrahim. "Modélisation des modifications structurales, électroniques et thermodynamiques induites par les défauts ponctuels dans les oxydes mixtes à base d'actinides (U,Pu)O2." Thesis, Aix-Marseille, 2018. http://www.theses.fr/2018AIXM0356/document.

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Abstract:
(U,Pu)O2 (aussi appelé MOX) est actuellement utilisé comme combustible dans les réacteurs nucléaires à eau pressurisée (REP) avec une teneur massique en Pu d’environ 10 %. Il est également envisagé comme combustible de référence pour les réacteurs à neutrons rapides à caloporteur sodium, avec une teneur massique en Pu d’environ 25 %. En conditions opérationnelles, (U,Pu)O2 est soumis à des réactions de fission qui génèrent une grande quantité de défauts et de produits de fission. Par migration, ces défauts et produits de fission gazeux peuvent s'agréger en nano-cavités, dislocations et bulles de gaz, conduisant à une modification de la microstructure. Une meilleure description du comportement du combustible à l’échelle atomique, notamment des mécanismes élémentaires impliqués dans la diffusion des défauts et des produits de fission, est donc nécessaire pour affiner les modèles utilisés dans les codes de performance des combustibles. Pour l’étude des propriétés de (U,Pu)O2, nous avons effectué des calculs de structure électronique basés sur la méthode DFT+U combinée au contrôle des matrices d’occupation des orbitales corrélées. Des minimisations d’énergie ainsi que la dynamique moléculaire ab initio ont été utilisées. Nous avons étudié dans un premier temps les propriétés du cristal de (U,Pu)O2 pour différentes teneurs en Pu. Nous avons ensuite étudié la stabilité des défauts ponctuels ainsi que les modifications structurales et électroniques induites par ces défauts ponctuels dans (U,Pu)O2 et (U,Ce)O2, matériau utilisé comme simulant de (U,Pu)O2. Enfin, nous avons étudié le piégeage et la solubilité des gaz de fission (Kr, Xe) et de l’hélium dans la matrice de (U,Pu)O2
(U,Pu)O2 (commonly called MOX) is currently used as nuclear fuel in pressurized water reactors with a Pu content of around 10 wt.%, and is envisaged as the reference fuel in Generation IV sodium fast reactors (SFR) with a Pu content of around 25 wt.%. Under operation, (U,Pu)O2 is submitted to fission reactions which generate a large quantity and variety of point defects, as well as fission products. By migrating, point defects and gaseous fission products can aggregate into nano-voids, dislocations and fission gas bubbles, which lead to the modification of the fuel microstructure. Therefore, a better description of the fuel behaviour at the atomic scale, and especially of the elementary mechanisms involved in the diffusion of point defects and fission products, is necessary to refine the models used in the fuel performance codes used to simulate the behaviour of fuels at the macroscopic scale. We use electronic structure calculations based on the DFT+U method combined with the occupation matrix control scheme (OMC) to investigate (U,Pu)O2 properties for various Pu contents. Static energy minimizations and ab initio molecular dynamics were used. We have first determined bulk structural, electronic and thermodynamics properties of (U,Pu)O2. We then studied the stability of point defects in (U,Pu)O2 and (U,Ce)O2, as well as the structural and electronic modifications induced by these point defects, in (U,Pu)O2 and the common experimental surrogate (U,Ce)O2. Finally, the fission gas (Kr and Xe) and helium (He) trapping and solubility in (U,Pu)O2 matrix are investigated
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Eklund, Robert. "Computational Analysis of Carbohydrates : Dynamical Properties and Interactions." Doctoral thesis, Stockholm : Department of Organic Chemistry, Stockholm University, 2005. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:su:diva-538.

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Rasim, Karsten. "Conductivité protonique et structures locales par simulations ab initio d'oxydes utilisés comme électrolyte dans les piles à combustible." Phd thesis, Université de Nantes, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00983483.

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Abstract:
Cette thèse porte sur une étude de matériaux oxydes fortement désordonnés de type Brownmillerite et présentant diverses substitutions. Les aspects les plus étudiés sont la conductivité protonique des phases hydratées ainsi que les propriétés structurales des composés anhydres. L'étude repose majoritairement sur des calculs de type DFT (réalisés de manière statique à 0 K et à température élevée en utilisant la dynamique moléculaire ab initio). Elle est complétée de mesures XANES (spectroscopie d'absorption des rayons X) qui ont permi de confirmer certains résultats issus des calculs DFT. Ces approches combinées ont fourni des informations cruciales sur la préférence de coordination chimique de plusieurs substituants, sur la mobilité des protons dans divers composés en fonction de leur contenu cationique ainsi que sur les propriétés vibrationnelles. Le matériau Ba2 In2(1 − x)Ti2xO5+x (BITx) a été le centre d'intérêt de cette thèse, au vu des performances prometteuses dans des piles à combustible de type PC-SOFC. Dans une optique de comparaison et de rationalisation, des composés de formulation voisine Sr2In2(1 − x)Ti 2xO5+x (SITx), Ba2In2(1 − x)Zr2xO5+x (BIZx) et Ba2In2(1 − x)Y2xO5 (BIYx) ont également été étudiés pour préciser le rôle des différents substituants sur le comportement de la conductivité protonique (e.g. les effets de piégeage, la force des liaisons hydrogène, la distinction entre plusieurs arrangements protoniques etc...). Tous ces aspects ont été obtenus grâce à la dynamique moléculaire qui intègre naturellement les effets de température et d'entropie.
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Caussé, Maélie. "Étude de quelques propriétés de superhydrures à haute pression et à haute température." Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2024. http://www.theses.fr/2024UPASF041.

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Abstract:
Ces dix dernières années, une nouvelle chimie de l'hydrogène avec les métaux a été observée sous hautes pressions. Des composés très riches en hydrogène, appelés superhydrures, se forment dans le domaine des 100 GPa. Certaines propriétés remarquables de ces composés ont été mises en évidence comme une supraconductivité BCS à très haute température critique, dans le superhydrure de lanthane (LaH₁₀) avec un sous-réseau en cages d'hydrogène et une supraconductivité à -23° C. Une question très actuelle est de savoir si de tels composés peuvent être stables à pression ambiante et la piste des hydrures ternaires est actuellement explorée. Dans un premier temps, grâce à des calculs de dynamique moléculaire ab initio, nous avons mis en évidence une nouvelle propriété de LaH₁₀ : la superionicité, qui indique une diffusion très rapide des ions hydrures. La superionicité stabilise également LaH₁₀ à très haute température. Cette propriété devrait exister pour d'autres superhydrures. Dans un second temps, nous avons recherché des hydrures ternaires dans le système Y-Fe-H. En comprimant, sous forte pression d'hydrogène dans une presse à enclumes de diamant, le composé de Laves YFe₂, bien connu pour ses capacité de stockage d'hydrogène à pression ambiante, nous avons découvert deux hydrures interstitiels, YFe₂H₆ et YFe₂H₇. Nous avons également démontré une limite à l'incorporation d'hydrogène dans ce type de composés. Ces deux composés ne sont pas stables à pression ambiante. Enfin, à l'aide d'un chauffage laser, nous avons synthétisé l'hydrure ternaire Y₃Fe₄H₂₀ qui a pu être ramené métastable à pression ambiante. La structure et les propriétés de ce superhydrure ont été caractérisées par diffraction X sur monocristal et par calculs ab initio. Une structure inédite pour un hydrure est mise en évidence avec des entités anioniques [FeH₈] reliées entre elles et formant des cages autour des cations d'yttrium. Ce composé est métallique et cette structure pourrait servir de modèle pour trouver un hydrure ternaire supraconducteur stable à pression ambiante
Over the past ten years, a new chemistry of hydrogen with metals has been observed under high pressures. Very hydrogen-rich compounds, called superhydrides, form in the 100 GPa range. Remarkable properties of these compounds have been highlighted, such as BCS superconductivity at very high critical temperatures, like LaH₁₀ with a hydrogen cage sublattice and superconductivity at -23 ° C. A current question is whether such compounds can be stable at ambient pressure, and the path of ternary hydrides is currently being explored. Firstly, using ab initio molecular dynamics calculations, we have revealed a new property of LaH₁₀ : superionicity, which indicates very rapid diffusion of hydride ions. This property should exist for other superhydrides. Secondly, we have searched for ternary hydrides in the Y-Fe-H system. By compressing, under high hydrogen pressure in a diamond anvil press, the Laves phase compound YFe₂, well known for its hydrogen storage capacity at ambient pressure, we discovered two interstitial hydrides, YFe₂H₆ and YFe₂H₇. We also demonstrated a limit to hydrogen incorporation in this type of compound. These two compounds are not stable at ambient pressure. Finally, using laser heating, we synthesized the ternary hydride Y₃Fe₄H₂₀, which was brought back metastable at ambient pressure. The structure and properties of this superhydride were characterized by single-crystal X-ray diffraction and ab initio calculations. An unprecedented structure for a hydride is highlighted with [FeH₈] anionic entities linked to each other and forming cages around yttrium cations. This compound is metallic and this structure could serve as a model to find a ternary hydride superconductor stable at ambient pressure
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Halbert, Stéphanie. "Étude du comportement dynamique de systèmes catalytiques greffés sur silice." Phd thesis, Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01005016.

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Abstract:
Ce mémoire présente une méthodologie théorique pour comprendre l'origine de différence de comportement dynamique de complexes alkylidènes, catalyseurs de type Schrock de la métathèse des oléfines, greffés un support de silice amorphe. Dans un travail antérieur, les différences entre les valeurs de l'anisotropie de déplacement chimique (CSA) obtenues par des mesures de RMN du solide et celles estimées par le calcul pour des systèmes figés avaient conduit à suggérer des régimes dynamiques différents pour ces complexes, certains étant proposés comme immobiles, d'autres comme mobiles. Dans le premier groupe se trouve les complexes du molybdène et dans le second les complexes du tungstène, rhénium et tantale. Dans le cadre de cette thèse, nous nous sommes donc attachés à mettre en place une méthodologie pour déterminer ces CSA et donc la nature de la dynamique de chaque système qui conduit au CSA moyenné. Nous nous sommes d'abord intéressés à des systèmes moléculaires pour révéler des interactions non covalentes entre les complexes et le support silice à partir d'une approche de type petit cluster en utilisant divers niveaux de calculs DFT et modèles moléculaires. Cette modélisation moléculaire de la silice étant insuffisante, nous avons entrepris une modélisation de la surface de silice amorphe par dynamique moléculaire classique dont les caractéristiques ont été comparées aux données expérimentales existantes. Le comportement dynamique de ces systèmes greffés sur silice amorphe a été simulé par dynamique moléculaire ab initio QM/MM, couplant une description quantique du complexe organométallique à une description classique du support. Ces études dynamiques ont conduit à des valeurs de CSA moyennées dans le temps de la dynamique. La comparaison de ces valeurs calculées et des valeurs expérimentales a permis d'apporter des éléments de réponse sur l'origine des différences de comportement dynamique de ces complexes alkylidènes. De façon remarquable des mouvements d'ensemble des espèces greffées par rapport à la surface de silice et des modification de la coordination du métal par l'apparition d'interaction agostique contribuent à moyenner le CSA.
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Eliah, Dawod Ibrahim. "Structural integrity of highly ionized peptides." Thesis, Uppsala universitet, Molekyl- och kondenserade materiens fysik, 2019. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:uu:diva-387886.

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Abstract:
In order to understand the behaviour and function of proteins, their three dimensional structure needs to be known. Determination of macro-molecules’ structures is done using X-ray diffraction or electron microscopy, where the resulting diffraction pattern is used for molecular reconstruction. These methods are however limited by radiation damage.The aim of this work is to study radiation damage of peptides in proteins using computer simulations. Increased understanding of the atomic and molecular dynamics can contribute to an improvement of the method ofimaging biological molecules. To be able to describe the processes that take place as accurately as possible, the problem must treated quantum mechanically.Thus, the simulations are performed with molecular dynamics based on first principles. In order to capture the dynamics of the excited states of the molecule when exposed to X-rays, time-dependent density functional theory with delta self-consistent field is used. These simulations are compared to ground state simulations. The results of the thesis conclude that the excited and ground state simulations result in differences in the dynamics, which are most pronounced for lager molecules.
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Cheik, Njifon Ibrahim. "Modélisation des modifications structurales, électroniques et thermodynamiques induites par les défauts ponctuels dans les oxydes mixtes à base d'actinides (U,Pu)O2." Electronic Thesis or Diss., Aix-Marseille, 2018. http://www.theses.fr/2018AIXM0356.

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Abstract:
(U,Pu)O2 (aussi appelé MOX) est actuellement utilisé comme combustible dans les réacteurs nucléaires à eau pressurisée (REP) avec une teneur massique en Pu d’environ 10 %. Il est également envisagé comme combustible de référence pour les réacteurs à neutrons rapides à caloporteur sodium, avec une teneur massique en Pu d’environ 25 %. En conditions opérationnelles, (U,Pu)O2 est soumis à des réactions de fission qui génèrent une grande quantité de défauts et de produits de fission. Par migration, ces défauts et produits de fission gazeux peuvent s'agréger en nano-cavités, dislocations et bulles de gaz, conduisant à une modification de la microstructure. Une meilleure description du comportement du combustible à l’échelle atomique, notamment des mécanismes élémentaires impliqués dans la diffusion des défauts et des produits de fission, est donc nécessaire pour affiner les modèles utilisés dans les codes de performance des combustibles. Pour l’étude des propriétés de (U,Pu)O2, nous avons effectué des calculs de structure électronique basés sur la méthode DFT+U combinée au contrôle des matrices d’occupation des orbitales corrélées. Des minimisations d’énergie ainsi que la dynamique moléculaire ab initio ont été utilisées. Nous avons étudié dans un premier temps les propriétés du cristal de (U,Pu)O2 pour différentes teneurs en Pu. Nous avons ensuite étudié la stabilité des défauts ponctuels ainsi que les modifications structurales et électroniques induites par ces défauts ponctuels dans (U,Pu)O2 et (U,Ce)O2, matériau utilisé comme simulant de (U,Pu)O2. Enfin, nous avons étudié le piégeage et la solubilité des gaz de fission (Kr, Xe) et de l’hélium dans la matrice de (U,Pu)O2
(U,Pu)O2 (commonly called MOX) is currently used as nuclear fuel in pressurized water reactors with a Pu content of around 10 wt.%, and is envisaged as the reference fuel in Generation IV sodium fast reactors (SFR) with a Pu content of around 25 wt.%. Under operation, (U,Pu)O2 is submitted to fission reactions which generate a large quantity and variety of point defects, as well as fission products. By migrating, point defects and gaseous fission products can aggregate into nano-voids, dislocations and fission gas bubbles, which lead to the modification of the fuel microstructure. Therefore, a better description of the fuel behaviour at the atomic scale, and especially of the elementary mechanisms involved in the diffusion of point defects and fission products, is necessary to refine the models used in the fuel performance codes used to simulate the behaviour of fuels at the macroscopic scale. We use electronic structure calculations based on the DFT+U method combined with the occupation matrix control scheme (OMC) to investigate (U,Pu)O2 properties for various Pu contents. Static energy minimizations and ab initio molecular dynamics were used. We have first determined bulk structural, electronic and thermodynamics properties of (U,Pu)O2. We then studied the stability of point defects in (U,Pu)O2 and (U,Ce)O2, as well as the structural and electronic modifications induced by these point defects, in (U,Pu)O2 and the common experimental surrogate (U,Ce)O2. Finally, the fission gas (Kr and Xe) and helium (He) trapping and solubility in (U,Pu)O2 matrix are investigated
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Books on the topic "Ab initio molecular dynamics. DFT"

1

Hinchliffe, Alan. Ab initio determination of molecular properties. Bristol: A. Hilger, 1987.

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2

Sahli, Beat. Ab initio molecular dynamics simulation of diffusion in silicon. Konstanz: Hartung-Gorre, 2007.

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3

Jürg, Hutter, ed. Ab initio molecular dynamics: Basic theory and advanced methods. Cambridge: Cambridge University Press, 2009.

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4

Searles, D. Ab initio variational calculations of molecular vibrational-rotational spectra. Berlin: Springer-Verlag, 1994.

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5

Searles, D. Ab initio variational calculations of molecular vibrational-rotational spectra. Berlin: Springer-Verlag, 1993.

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6

Tsutsumi, Takuro. Ab Initio Molecular Dynamics Analysis Based on Reduced-Dimensionality Reaction Route Map. Singapore: Springer Nature Singapore, 2023. http://dx.doi.org/10.1007/978-981-99-7321-7.

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7

Marx, Dominik, and Jürg Hutter. Ab Initio Molecular Dynamics: The Virtual Laboratory Approach. Wiley & Sons, Incorporated, John, 2010.

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8

Marx, Dominik, and Jürg Hutter. Ab Initio Molecular Dynamics: Basic Theory and Advanced Methods. Cambridge University Press, 2009.

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9

Marx, Dominik, and Jürg Hutter. Ab Initio Molecular Dynamics: Basic Theory and Advanced Methods. Cambridge University Press, 2012.

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10

Marx, Dominik, and Jürg Hutter. Ab Initio Molecular Dynamics: Basic Theory and Advanced Methods. Cambridge University Press, 2009.

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Book chapters on the topic "Ab initio molecular dynamics. DFT"

1

Parrinello, M. "Ab Initio Molecular Dynamics." In Molecular Dynamics Simulations, 151–56. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 1992. http://dx.doi.org/10.1007/978-3-642-84713-4_13.

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2

Karmani, Rajesh K., Gul Agha, Mark S. Squillante, Joel Seiferas, Marian Brezina, Jonathan Hu, Ray Tuminaro, et al. "Ab Initio Molecular Dynamics." In Encyclopedia of Parallel Computing, 1. Boston, MA: Springer US, 2011. http://dx.doi.org/10.1007/978-0-387-09766-4_2256.

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3

Laasonen, Kari. "Ab Initio Molecular Dynamics." In Methods in Molecular Biology, 29–42. Totowa, NJ: Humana Press, 2012. http://dx.doi.org/10.1007/978-1-62703-017-5_2.

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4

Ottonello, Giulio Armando. "Ab Initio Molecular Dynamics." In Springer Geochemistry, 519–34. Cham: Springer International Publishing, 2024. http://dx.doi.org/10.1007/978-3-031-21837-8_13.

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5

Rapaport, D. C. "Ab Initio Hydrodynamics via Atomistic Simulation." In Molecular Dynamics Simulations, 139–48. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 1992. http://dx.doi.org/10.1007/978-3-642-84713-4_12.

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6

Ben-Nun, Michal, and Todd J. Martínez. "Ab Initio Quantum Molecular Dynamics." In Advances in Chemical Physics, 439–512. New York, USA: John Wiley & Sons, Inc., 2002. http://dx.doi.org/10.1002/0471264318.ch7.

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7

Hammer, B., and Ole H. Nielsen. "Parallel ab-initio molecular dynamics." In Lecture Notes in Computer Science, 295–302. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 1996. http://dx.doi.org/10.1007/3-540-60902-4_32.

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8

Blöchl, Peter E., Hans Martin Senn, and Antonio Togni. "Molecular Reaction Modeling from Ab-Initio Molecular Dynamics." In ACS Symposium Series, 88–99. Washington, DC: American Chemical Society, 1999. http://dx.doi.org/10.1021/bk-1999-0721.ch007.

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9

Car, Roberto. "Modeling Materials by Ab-Initio Molecular Dynamics." In The Kluwer International Series in Engineering and Computer Science, 23–37. Boston, MA: Springer US, 1996. http://dx.doi.org/10.1007/978-1-4613-0461-6_3.

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10

Andreoni, Wanda, Giorgio Pastore, Roberto Car, Michele Parrinello, and Paolo Giannozzi. "AB-Initio Molecular Dynamics Studies of Microclusters." In Band Structure Engineering in Semiconductor Microstructures, 129–35. Boston, MA: Springer New York, 1989. http://dx.doi.org/10.1007/978-1-4757-0770-0_11.

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Conference papers on the topic "Ab initio molecular dynamics. DFT"

1

Luo, Tengfei, and John R. Lloyd. "Ab-Initio Molecular Dynamics Study of Nano-Scale Thermal Energy Transport." In ASME 2007 2nd Energy Nanotechnology International Conference. ASMEDC, 2007. http://dx.doi.org/10.1115/enic2007-45033.

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Abstract:
Ab-initio molecular dynamics (MD) which employs density functional theory (DFT) is used to study thermal energy transport phenomena in nano-scale structures. Thermal equilibration in multiple thin layer structures with thicknesses less than 1 nanometer per layer is simulated. Different types of layer combinations are investigated. Periodic boundary conditions in all directions are used in all cases. Two neighboring layers are first set to different temperatures using Nose-Hoover thermostats, and then the process of energy equilibration is simulated with a “free run” (without any thermostat controlling the temperatures). The temperature evolutions in the two neighboring layers are computed. The atomic vibration power spectra are calculated and used to explain the phenomena observed in the simulation.
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2

Li, Zhiqiang, Huanhuan Zhao, Linhua Liu, and Jia-Yue Yang. "Interfacial Transport Across Graphene-Water From Machine Learning Molecular Dynamics." In ASME 2024 7th International Conference on Micro/Nanoscale Heat and Mass Transfer. American Society of Mechanical Engineers, 2024. http://dx.doi.org/10.1115/mnhmt2024-131966.

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Abstract:
Abstract The interfacial behaviors of graphene-water systems play a significant role especially in micro-nano fabrication biomedical treatment and thermal management. However, existing potential models for water and graphene were commonly parametrized based on the properties of the bulk ones and may be defective for describing the graphene-water systems. And first-principles approach is expensive and can only be used to study small systems. To this end, we develop a machine learning potential (MLP) for graphene-water systems by utilizing the ab initio datasets, thus making it likely to describe interfacial phenomenon with ab initio accuracy. Unlike traditional MD simulations, the MLP could describe the interfacial transport process with DFT accuracy. Our trained MLP achieves an excellent precision in predicting energy and atomic forces and display its accuracy comparable to ab initio calculations. Besides, the MLP-driven MD simulations perfectly reproduce the radial distribution function (RDF) compared to AIMD simulations. Interfacial thermal properties and diffusion properties were investigated using MLP-driven MD simulations. Based on the subtle designed MLP, we have realized large-scale, high-precision molecular dynamics simulations involving tens of thousands of atoms on the nanosecond scale. This work extends the AIMD accuracy to large-system and long-time scales, providing ideas for accurately quantifying the interfacial transport properties.
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3

Queiroz, Nayhara B. D. F., and M. S. Amaral. "EFEITOS DE MICRO-HIDRATAÇÃO EM PROPRIEDADES CONFORMACIONAIS E ESPECTROSCÓPICAS DO ANTIBIÓTICO MARBOFLOXACINO." In VIII Simpósio de Estrutura Eletrônica e Dinâmica Molecular. Universidade de Brasília, 2020. http://dx.doi.org/10.21826/viiiseedmol2020177.

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Abstract:
Marbofloxacin (MRB) is a fluoroquinolone used as a veterinary antibiotic. Some analytical methods of optical absorption are used for their determination in pharmaceutical formulations. Thus, we decided to study the electronic absorption spectrum of MRB in the UV-Vis region. For this, we use the TD-DFT, COSMO methods - based on the solvation continuum model - and micro-hydration. The interactions of MRB in both water and vacuum were simulated using computational modeling techniques. Ab initio quantum calculations were used to optimize the geometry of the isolated molecule and in the optical transition energy calculations. The solute-solvent simulation was performed with the Molecular Dynamics technique in the NpT ensemble using a temperature of 300 K in the Amber computer package. The system balance was monitored by Root Mean Square Deviation. The analyzes of the absorption spectra were carried out using the micro-hydration method. This method involved the use of different numbers, from 2 to 8, of the water molecules of the first solvation layer to calculate transition energies. The transition energies were calculated using the TD-DFT method at the theory level B3LYP / 6-311G using together the Conductor-like Screening Model solvation model that assesses the effect of the solvent implicit in the system. For all micro-hydration systems, energy absorption decreases as the wavelength increases. Observing the values it is noticed that there was a deviation in the absorption spectrum 325.4 nm (in the isolated molecule) to 274.1 (with the addition of water). These values are within the experimental ones where we have the bands with maximum absorption at 268 nm and 335 nm.
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4

Kunjikuttan Nair, Akhil, Carlos Manuel Da Silva, and Cristina H. Amon. "Machine-Learning-Based Thermal Conductivity Prediction in Two-Dimensional TiS2/MoS2 Van Der Waals Heterostructures." In ASME 2024 7th International Conference on Micro/Nanoscale Heat and Mass Transfer. American Society of Mechanical Engineers, 2024. http://dx.doi.org/10.1115/mnhmt2024-129692.

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Abstract:
Abstract Two-dimensional (2D) materials and heterostructures display unique thermal characteristics compared to their bulk counterparts. However, the accurate estimation of the thermal conductivity of 2D materials, particularly of 2D van der Waals heterostructures, presents significant challenges for both computational and experimental methods. In this study, we propose a computationally efficient approach to investigate the thermal conductivity of 2D TiS2/MoS2 van der Waals heterostructures. Our approach utilizes machine-learning interatomic potentials (MLIPs) to predict the thermal conductivity of the heterostructure. This approach effectively incorporates intralayer interactions by utilizing moment tensor potentials (MTP) trained with computationally inexpensive density functional theory (DFT)-based datasets. These datasets are generated from ab-initio molecular dynamics (AIMD) trajectories over less than 1 ps, while the interlayer van der Waals interactions are calibrated using the D3-dispersion correction method. By explicitly incorporating the missing dispersion contribution into the MTP, this method provides greater accuracy in predicting interlayer interactions than the widely applied Lennard-Jones (LJ) potential. Finally, molecular dynamics (MD) simulations are conducted to determine the thermal conductivity of the TiS2/MoS2 heterostructures using the derived potential parameters. This study enhances our understanding of thermal transport in van der Waals (vdW) heterostructures, leveraging MLIPs to explore new nanostructured materials with superior thermal conductivity.
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5

Singh, Akash, and Yumeng Li. "Machine Learning Potentials for Graphene." In ASME 2022 International Mechanical Engineering Congress and Exposition. American Society of Mechanical Engineers, 2022. http://dx.doi.org/10.1115/imece2022-95341.

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Abstract:
Abstract Graphene has been one of the most researched material in the world for the past two decades due to its unique combination of mechanical, thermal and electrical properties. Graphene exists in a stable two dimensional (2D) structure with hexagonal carbon rings. This special 2D structure of graphene enables it to exhibit a wide range of peculiar material properties like high Young’s modulus, high specific strength, and electrical conductivity etc. However, it is extremely challenging and costly to investigate graphene solely based on experimental tests. Atomistic simulations are powerful computational techniques for characterizing materials at small length and time scales with a fraction of cost relative to experimental testing. High fidelity atomistic simulations like Density Functional Theory (DFT) simulations, and ab initio molecular dynamic simulations have higher accuracy in predicting 2D material properties but are computationally expensive. Classic molecular dynamics (MD) simulations adopt empirical interatomic potentials which drastically reduce the computational time but has lower simulation accuracy. To bridge the gap between these two type of simulation techniques, a new artificial neural network potential is developed, for graphene in this study, to enable the characterization of 2D materials using classic MD simulations with a comparable accuracy of first principles simulation. This is expected to accelerate the discovery and design of novel graphene based functional materials. In the present study mechanical and thermal properties of graphene are investigated using the machine learning potentials by conducting MD simulations. To validate the accuracy of machine learning potentials mechanical properties such as Young’s modulus, ultimate tensile strength and thermal properties such as coefficient of thermal expansion and lattice parameter are evaluated for graphene and compared with existing literature.
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6

Madden(, Paul A., James Penman, and Ettore Fois. "Ab Initio Molecular Dynamics Applied to Molecular Systems." In Advances in biomolecular simulations. AIP, 1991. http://dx.doi.org/10.1063/1.41316.

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7

Zhanserkeev, Asylbek, and Ryan Steele. "ADIABATIC MOLECULAR ORBITAL TRACKING IN AB INITIO MOLECULAR DYNAMICS." In 2021 International Symposium on Molecular Spectroscopy. Urbana, Illinois: University of Illinois at Urbana-Champaign, 2021. http://dx.doi.org/10.15278/isms.2021.rl05.

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8

Francisco, Joseph, and Tarek Trabelsi. "SPECTROSCOPY OF JUPITER'S ATMOSPHERE: INSIGHTS FROM DFT AND AB-INITIO CALCULATIONS." In 74th International Symposium on Molecular Spectroscopy. Urbana, Illinois: University of Illinois at Urbana-Champaign, 2019. http://dx.doi.org/10.15278/isms.2019.th01.

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9

PASTORE, GIORGIO. "AB-INITIO MOLECULAR-DYNAMICS: THE CAR-PARRINELLO METHOD." In Proceedings of the Miniworkshop on “Methods of Electronic Structure Calculations” and Working Group on “Disordered Alloys”. WORLD SCIENTIFIC, 1995. http://dx.doi.org/10.1142/9789814503778_0011.

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10

Wei, Dongqing. "Ab Initio Molecular Dynamics Simulations of Molecular Collisions of Nitromethane." In Shock Compression of Condensed Matter - 2001: 12th APS Topical Conference. AIP, 2002. http://dx.doi.org/10.1063/1.1483564.

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Reports on the topic "Ab initio molecular dynamics. DFT"

1

Woodward, Christopher, and James Lill. Ab-Initio Molecular Dynamics Simulations of Molten Ni-Based Superalloys (Preprint). Fort Belvoir, VA: Defense Technical Information Center, October 2011. http://dx.doi.org/10.21236/ada553357.

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2

Anders David Ragnar, Andersson, Wang Gaoxue, Yang Ping, and Beeler Benjamin. KCl-UCl3 molten salts investigated by Ab Initio Molecular Dynamics (AIMD) simulations. Office of Scientific and Technical Information (OSTI), December 2023. http://dx.doi.org/10.2172/2373163.

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3

Andersson, Anders, and Chao Jiang. Predicting thermodynamic and thermophysical properties of molten chloride salts from ab-initio and classical molecular dynamics simulations. Office of Scientific and Technical Information (OSTI), August 2021. http://dx.doi.org/10.2172/1813811.

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4

Senkov, O. N., and Y. Q. Cheng. Ab Initio Molecular Dynamics Simulation of the Amorphous Structure of Ca-Mg-Cu and Ca-Mg-Zn Alloys (Preprint). Fort Belvoir, VA: Defense Technical Information Center, August 2012. http://dx.doi.org/10.21236/ada566094.

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