Transferable Atom-Centered Potentials for the Correction of Basis Set Incompleteness Errors in Density-Functional Theory
Notice bibliographique
Résumé
Recent progress in the accurate calculation of noncovalent interactions has enabled density-functional theory (DFT) to model systems relevant in biological and supramolecular chemistry. The application of DFT methods using atom-centered Gaussian basis sets to large systems is limited by the number of basis functions required to accurately model thermochemistry and, in particular, weak intermolecular interactions. Basis set incompleteness error (BSIE) arising from the use of incomplete basis sets leads to erroneous intermolecular energies, bond dissociation energies, and structures. In this article, we develop a correction for BSIE in DFT calculations using basis set incompleteness potentials (BSIP). BSIPs are atom-based one-electron potentials (ACPs) with the same functional form as effective core potentials (ECP) that are designed to correct the effects of BSIE in properties that are linear mappings of the energy. We present a systematic way of developing general, error-correcting ACPs and apply this technique to generate BSIPs for eight common elements in organic and biological systems (H, C, N, O, F, P, S, and Cl). Two BSIPs were optimized for use with the scaled MINI (MINIs) and MINIs(d) basis sets and were designed to correct for the impacts of BSIE on noncovalent binding energies and intra/intermolecular geometries. BSIPs developed for use with 6-31G*, pc-1, and 6-31+G** basis sets also correct for the effects of BSIE on bond dissociation energies, which enables the study of chemical reactions in very large systems. BSIPs can be used with any density functional in any electronic structure program that implements ECPs. Our BSIPs add very little to the computational cost provided an efficient ECP implementation is used. Our results support the use of BLYP-D3/MINIs-BSIP as a computationally inexpensive and more accurate alternative to other approaches (e.g., B3LYP/6-31G* and BP86/6-31G*) in protein and supramolecular structural studies.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».