一种从第一性原理计算剥离能的严格方法
材料科学
2018-05-15 v1
摘要
剥离能，即从块体材料表面剥脱一个原子层所需的能量，在二维材料的科学与工程中具有根本重要性。传统上，材料的剥离能是通过第一性原理计算（i）由 个原子层组成的板（）与（ii）由 个原子层加一个与板分离的原子层之间的基态能量差获得的。在本文中，我们证明剥离能可严格地作为块体材料（每原子层）与单个孤立层之间的基态能量差得到。所提方法（i）计算成本远低于传统方法，因其无需对厚板进行计算；（ii）即便存在任意类型的表面重构仍然有效；（iii）能够考虑单个剥离层（面内晶格参数与原子位置）的弛豫；（iv）易于与各类多体计算方法结合。作为原理验证，我们利用密度泛函理论计算了石墨烯、六方氮化硼、MoS 和黑磷烯的剥离能。此外，我们发现剥离层的面内弛豫占黑磷烯单层剥离能的5%，而在其他情况下可忽略（< 0.4%）。
引用
@article{arxiv.1805.04527,
title = {A Rigorous Method of Calculating Exfoliation Energies from First Principles},
author = {Jong Hyun Jung and Cheol-Hwan Park and Jisoon Ihm},
journal= {arXiv preprint arXiv:1805.04527},
year = {2018}
}
备注
8 pages, 6 figures (This is an author-created, un-copyedited version of an article published in Nano Letters. For the published version, please visit the journal web site or contact the authors.)