Desenvolvimento de métodos para otimização e parametrização de campos de força interatômicos

Abstract

Neste trabalho desenvolvemos um método teórico/computacional e-ciente que pode ser usado para otimizar e parametrizar campos de forcas interatômicos, que são empregados na descrição da dinâmica de núcleos. Neste método a análise dos modos normais de vibração e usada como critério para a otimização, alem de critérios usuais como geometrias de equilíbrio e simetrias. Para isso, construímos uma função custo quadrática, que consiste das frequências normais multiplicadas por fatores de peso intrinsecamente ligados aos campos de forca. No ponto de mínimo, a função custo fornece os parâmetros ótimos na aproximação harmônica. O método do Gradiente Conjugado e empregado para a minimização. A qualidade dos resultados e definida pelo desvio quadrático médio da função custo. O método e testado em protótipos de sistemas moleculares, tais como as moléculas de benzeno, amônia, tiofeno e perileno.<br>

Abstract: In this work we developed the theory of a computationally ecient method that can be used for optimizing the interatomic force elds that are used in molecular dynamics simulations. In this method, the vibrational normal modes are utilized in the optimization procedure, together with the geometry and simmetry of the molecular systems in their electronic ground state. A quadratic cost function is defined in terms of the weighted normal mode frequencies. The cost function is minimized by the Conjugated Gradient method. The quality of the optimization is valued by the standard deviation of the cost function. The method is applied and tested with prototypical molecular systems, such as the benzene, ammonia, tiophene and perylene molecules.