对带电表面和分子进行密度泛函理论（DFT）计算对于推动电催化和能源材料的发展至关重要，但传统上受到三维（3D）周期性边界条件下电中性要求的制约。为克服这一限制，本次线上研讨会将介绍VASP软件中一项最新的方法学进展，该进展可实现0D和2D开放边界条件。
通过利用库仑核截断方法并结合高效的填充（padding）方案，新方法系统地消除了非物理的长程真空相互作用，并选择性地扣除不需要的周期性模型影响。通过对NaCl(001)表面上带电氯缺陷的大超胞计算，以及对阶梯Au(211)水电极-电解质界面的广泛分子动力学模拟，证明了该方法的高计算效率和稳健性。
在这些方法学基础上，计算了钠离子和氟离子在未重构Au(111)-水界面处的自由溶剂化能。同时考虑了带电和不带电的平板模型。为达到所需的时间尺度，在VASP中采用即时机器学习力场（MLFF）训练，使用包含约100个水分子的大型超胞。这些力场随后使用GRACE-2layer模型进行重新拟合。借助这些加速模型，使用加权直方图分析方法（WHAM）和元动力学进行了广泛的热力学自由能模拟，以提取准确的自由能分布。
至关重要的是，解决了使用有限平板模型模拟零电荷电位（PZC）条件下电极处离子这一根本性挑战。模拟表明，对于溶解在水中的离子，周期性平板计算必须在带电状态下进行，才能正确捕捉宏观的无限零电荷电位极限。
您将学习的内容
VASP中的0D和2D开放边界条件如何实现带电表面和分子的模拟；
库仑核截断如何消除非物理的长程相互作用和周期性伪影；
机器学习力场如何实现水-电极界面的大规模模拟；
如何使用WHAM和元动力学计算离子溶剂化的自由能分布；
为什么带电平板计算对于正确描述零电荷点附近电极表面处的离子至关重要。
适合参会人员
本次网络研讨会面向VASP用户及从事电子结构模拟的研究人员，从事DFT和计算材料科学工作的科学家，电催化、电化学和电极-电解质界面领域的研究人员，对分子动力学和机器学习力场感兴趣的研究人员，从事计算化学和能源材料研究的研究生、博士后研究人员和工业界科学家。
时间：2026年10月13日，周二晚上11：00
研讨会注册：https://www.materialsdesign.com/webinar-register/the-free-solvation-energy-of-ions-in-water-and-their-interaction-with-surfaces
注：如无方法访问，可能需要魔法上网
演讲嘉宾
Dr. Georg Kresse
Georg Kresse教授研究方向在理论固体物理、表面科学和计算材料物理领域。他在固体、液体、非晶体系及表面的从头算密度泛函理论方面的工作，为基础研究和应用研究做出了重大贡献，并影响了密度泛函理论在全世界的应用。Georg Kresse教授是VASP软件的主要作者，该代码由其研究团队开发。VASP是国际上使用最广泛的凝聚态量子力学模拟程序。该代码所基于的论文每篇被引用5万至9万次，位居全球有史以来发表过的100篇被引用最多的研究论文之列。
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