双层石墨烯上原子氢动力学的理论研究

本文对吸附在 Bernal 堆垛双层石墨烯上的 H 原子动力学进行了理论研究。首先，通过包含范德华相互作用的广泛密度泛函理论计算，我们获得了单个 H 原子在脱附和迁移过程中涉及的活化能垒。这些能垒连同尝试频率以及 H 原子对的能量学参数，被用作动力学蒙特卡洛模拟的输入参数，以研究吸附 H 原子初始随机分布的时间演化。模拟显示，在室温下，H 原子在完全脱附或形成团簇之前仅占据一个子晶格。当温度降低至 0°C 时，这种 H 原子分布的子晶格选择性可以持续足够长的时间。H 原子的最终命运，即脱附或团簇形成，取决于活化能垒的实际相对值，而这些值可以通过掺杂进行调节。在某些情况下，即使在室温下，也能在实验相关的时间尺度内获得子晶格选择性。这一结果表明了观测和应用与此类分布相关的铁磁态的可能性。