本教程基于AMS2023.104，应适用于AMS2023及以上版本。本教程将演示

• Basin Hopping和Process Search功能，用于表面吸附分子的吸附
• 寻找氧化物表面上水的解离势垒

关于 PES Exploration 更全面的介绍，可以参考教程

• 氢卤化的自动反应路径探索发现
• PES Exploration 手册

金属氧化物表面的水吸附在多相催化、电化学和地球化学中很常见。水可以在表面进行分子吸附或解离，并且可以向表面原子和/或其他水分子提供氢键。

ZnO(\(10\bar{1}0\)) 面上的水吸附，是一种已经得到充分研究的体系。单层 H_$2$O 可以形成分子吸附、解离吸附或五五开（半解离）吸附（参考文献：Partial Dissociation of Water Leads to Stable Superstructures on the Surface of Zinc Oxide, Bernd Meyer el, Angew. Chem. Int. Ed., 2004, Volume43, Issue48, Pages 6641-6645）。

Raymand 等人开发了用于 ZnO 上 H$_2$O 吸附的ReaxFF 力场。本文将使用该力场，来演示如何使用 basin hopping 和 process search，​自动发现三种最稳定的水单层吸附类型，以及从一种结构转换为另一种结构的障碍。

包括如下步骤：

1. 导入吸附在ZnO上的两个水分子的模型(\(10\bar{1}0\))。
2. 运行盆地跳跃（全局优化的一种）以快速发现几个局部最小值，包括半解离构型
3. 对半解离构型运行过程搜索，以找到转化为全分子或完全解离构型的障碍。

注意：虽然本文以ReaxFF来演示这个过程，实际上其他模块如DFTB也是支持的，使用方式除Main的设置不同，其他大同小异。

点击链接，并复制其全部内容，到AMSinput窗口Ctrl v粘贴，即导入该结构。导入的这个二维Slab模型，是根据 ReaxFF 优化的晶格参数A = 3.28 Å 和C = 5.28 Å 构建的（参见如上所示 Raymand 等人的文献），是 ZnO (\(10\bar{1}0\)) 表面的 (2×1) 超胞，x||[\(1\bar{2}10\)] 和y || [0001] ，厚度为 2 层。

这两个 H$_2$O 分子是被手动移动到现在这个较为合理的吸附位置的，因为这只是全局优化的起点，因此水分子的具体位置其实并不那么重要，不过建议水分子吸附的姿态正确会更好，例如吸附到金属上的应该是水分子中的O原子，吸附到O原子位则只可能是水分子中的H原子。

注：

• 关于建模的教程，参考：建模
• 找到半解离构型，至少需要2个水分子，因此使用 (2×1) 表面超晶胞

在AMSinput中，Zn和H的默认颜色都是白色。这会使区分原子变得困难。因此，我们将 Zn 的颜色改为棕色。

1. 在SCM → Preferences 中，选择 Colors → Atom colors
2. 单击“Default Atom Colors”按钮旁边的加号
3. 在弹出的元素周期表中选择Zn
4. 单击preferences窗口中的白色框
5. 在 Selection 框输入颜色#de6b00，并按Enter 键，或使用滑块选择您自己的颜色
6. 单击“确定”

PES exploration作业，例如basin hopping、process search，很大程度上受益于平滑的势能面。ReaxFF 包含多个选项来平滑势能面，这里我们使用 taper bond orders 选项。

1. 切换到ReaxFF模块
2. Force field → ZnOH.ff
3. Taper bond orders → Yes

1. Task → PES Exploration
2. 点击Task后面的 > 按钮进入 PES Exploration 面板
3. Job → Basin hopping
4. Number of expeditions：8
5. Number of explorers：8