Mejores funcionales para trabajar con metales de transición

Question

Mi máster en química inorgánica se centra en las propiedades magnéticas de los metales de transición; gran parte del trabajo se realiza con métodos DFT utilizando programas como ORCA y NWChem pero como mi universidad carece de recursos, estamos realizando cálculos con poca potencia de cálculo. Por eso nos centramos en los resultados y utilizamos funcionales como PBE y B3LYP (ya que muchos trabajos muestran buenos resultados). No obstante, como dice Martin en este hilo Hoy en día disponemos de "funcionales mejores y más eficientes", ya que PBE y B3LYP son muy populares, pero algo antiguos. Por eso me gustaría preguntar: ¿cuáles son los funcionales buenos y modernos para trabajar con metales de transición (principalmente Ti Zn)?

Información adicional:

Trabajamos con sistemas que no tienen más de 200 átomos, la mayoría de las veces, normalmente dímeros.

Answer 1

Esta pregunta es como la pescadilla que se come la cola. No hay función lo bastante buena para los metales. Según mis limitados conocimientos, ajustar demasiados parámetros -lo que ocurre con los metales- da la sensación de que la DFT ya no es de primer principio y podría calificarse de "empírica" (lo que tampoco es correcto). Se permite ajustar un número de parámetros (1,2,¡¡más!!) a un sistema específico. Esas docenas de parámetros -al final- pueden darte resultados deseables, pero "entrenaste" el conjunto de energías según tu voluntad, lo que no es tan realista. No entrenas a tu dragón en la selva sino en una jaula. El resultado nunca es el mismo. Esta "fijación" no sólo contradice el espíritu de la DFT, sino que también es una forma débil de empirismo. Es como añadir más "fuerza oscura" a la comunidad. Imaginemos en qué medida muchos de esos "buenos" y modernos funcionales afectan a la investigación diaria. Para terminar, tal vez otros comentarios vendrán con funcionales precisos sobre Ti o Zn con artículos en buenas revistas, etc, pero sin estar en contra de la DFT, yo sólo mantendría una pequeña cesta.

Answer 2

Lo mejor que puedes hacer con este tipo de investigación es ver qué otras funciones ha utilizado la gente en sistemas similares. Intenta validar las funciones con datos reales de sistemas similares. Si se utiliza un funcional y un conjunto de bases que no han sido comparados, a falta de un término mejor, con el tipo de sistema que se está modelando y con datos del mundo real, resulta difícil confiar en los resultados, por muy costosos que sean desde el punto de vista computacional. ¿Está estudiando cristales y macromoléculas, o moléculas/dímeros individuales? Cuando se habla de un funcional, también hay que tener en cuenta el conjunto de bases.

Parece que merece la pena echar un vistazo a un artículo de Cramer y Truhlar*, que examina de forma bastante exhaustiva la DFT y las TM. Probablemente sea mejor que consultes este tipo de material en lugar de preguntar aquí, dada la escasa experiencia que tenemos sobre tus sistemas específicos.

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* Christopher J. Cramer, Donald G. Truhlar, Phys. Chem. Chem. Phys. , 2009 , 11 , 10757-10816