New insights into the nonadiabatic state population dynamics of model proton-coupled electron transfer reactions from the mixed quantum-classical Liouville approach
Notice bibliographique
Résumé
In a previous study [F. A. Shakib and G. Hanna, J. Chem. Phys. 141, 044122 (2014)], we investigated a model proton-coupled electron transfer (PCET) reaction via the mixed quantum-classical Liouville (MQCL) approach and found that the trajectories spend the majority of their time on the mean of two coherently coupled adiabatic potential energy surfaces. This suggested a need for mean surface evolution to accurately simulate observables related to ultrafast PCET processes. In this study, we simulate the time-dependent populations of the three lowest adiabatic states in the ET-PT (i.e., electron transfer preceding proton transfer) version of the same PCET model via the MQCL approach and compare them to the exact quantum results and those obtained via the fewest switches surface hopping (FSSH) approach. We find that the MQCL population profiles are in good agreement with the exact quantum results and show a significant improvement over the FSSH results. All of the mean surfaces are shown to play a direct role in the dynamics of the state populations. Interestingly, our results indicate that the population transfer to the second-excited state can be mediated by dynamics on the mean of the ground and second-excited state surfaces, as part of a sequence of nonadiabatic transitions that bypasses the first-excited state surface altogether. This is made possible through nonadiabatic transitions between different mean surfaces, which is the manifestation of coherence transfer in MQCL dynamics. We also investigate the effect of the strength of the coupling between the proton/electron and the solvent coordinate on the state population dynamics. Drastic changes in the population dynamics are observed, which can be understood in terms of the changes in the potential energy surfaces and the nonadiabatic couplings. Finally, we investigate the state population dynamics in the PT-ET (i.e., proton transfer preceding electron transfer) and concerted versions of the model. The PT-ET results confirm the participation of all of the mean surfaces, albeit in different proportions compared to the ET-PT case, while the concerted results indicate that the mean of the ground- and first-excited state surfaces only plays a role, due to the large energy gaps between the ground- and second-excited state surfaces.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
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Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».