A density-functional benchmark of vibrational free-energy corrections for molecular crystal polymorphism
Notice bibliographique
Résumé
Many crystal structure prediction protocols only concern themselves with the electronic energy of molecular crystals. However, vibrational contributions to the free energy (Fvib) can be significant in determining accurate stability rankings for crystal candidates. While force-field studies have been conducted to gauge the magnitude of these free-energy corrections, highly accurate results from quantum mechanical methods, such as density-functional theory (DFT), are desirable. Here, we introduce the PV17 set of 17 polymorphic pairs of organic molecular crystals, for which plane wave DFT is used to calculate the vibrational free energies and free-energy differences (ΔFvib) between each pair. Our DFT results confirm that the vibrational free-energy corrections are small, having a mean value of 1.0 kJ/mol and a maximum value of 2.3 kJ/mol for the PV17 set. Furthermore, we assess the accuracy of a series of lower-cost DFT, semi-empirical, and force-field models for computing ΔFvib that have been proposed in the literature. It is found that calculating Fvib using the Γ-point frequencies does not provide ΔFvib values of sufficiently high quality. In addition, ΔFvib values calculated using various approximate methods have mean absolute errors relative to our converged DFT results of equivalent or larger magnitude than the vibrational free-energy corrections themselves. Thus, we conclude that, in a crystal structure prediction protocol, it is preferable to forego the inclusion of vibrational free-energy corrections than to estimate them with any of the approximate methods considered here.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,005 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| 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) | 0,003 | 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 ».