摘要:冰和水的电子特性和光学响应由其分子结构(包括氢原子的量子力学性质)复杂地决定。尽管之前进行了大量研究,但对核量子效应 (NQE) 对有限温度下水和冰电子结构的影响的全面了解仍然难以实现。在这里,我们利用分子模拟,利用高效的机器学习潜力和多体微扰理论来评估 NQE 如何影响水和六边形冰的电子带。通过比较路径积分和经典模拟,我们发现与水相比,NQE 导致冰的基本间隙重正化更大,最终在两个系统中产生相似的带隙,这与实验估计一致。我们的计算表明,相对于水,冰中质子的量子力学离域增加是导致 NQE 对冰电子结构增强的关键因素。
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