用于多层石墨烯结构的二面角修正的 registry 依赖层间势
材料科学
2019-09-24 v2
摘要
多层石墨烯的结构弛豫对于描述由连续层有意失配所引起的有趣电子性质（包括最近报道的扭转双层石墨烯中的超导性）至关重要。若无精确的原子间势，这难以实现。在此，我们提出一种新的、registry 依赖的 Kolmogorov-Crespi 型原子间势，用于模拟多层石墨烯结构中的层间相互作用。它由两部分组成，分别表示由色散引起的吸引相互作用，以及由电子轨道各向异性重叠引起的排斥相互作用。一个重要的新特征是一个二面角依赖项被加入到排斥部分中，以正确描述原 Kolmogorov-Crespi 势无法区分的若干不同堆叠态。我们将新模型称为二面角修正的 registry 依赖层间势（Dihedral-angle-corrected Registry-dependent Interlayer Potential, DRIP）。对若干测试问题的计算表明，DRIP 正确再现了基于密度泛函理论的 ab initio 总能量计算所得的束缚、滑移和扭转能量与力。我们利用该新势研究了扭转石墨烯双层的结构性质以及从石墨中剥离石墨烯的过程。我们的势可通过 OpenKIM 原子间势库在 https://openkim.org 获取。
引用
@article{arxiv.1808.04485,
title = {Dihedral-angle-corrected registry-dependent interlayer potential for multilayer graphene structures},
author = {Mingjian Wen and Stephen Carr and Shiang Fang and Efthimios Kaxiras and Ellad B. Tadmor},
journal= {arXiv preprint arXiv:1808.04485},
year = {2019}
}
备注
Reparameterized against a different training set. The new parameterization gives better predictions for interlayer binding energy and c-axis elastic modulus