分离压振荡导致石墨烯纳米气泡高度离散化
软凝聚态物质
2020-04-14 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
近期的实验与计算机模拟观测到范德瓦耳斯异质结构中纳米气泡的多种几何形态。在已被充分研究的圆顶与帐篷几何之外，理解最少的是煎饼状石墨烯纳米气泡（GNB）。这种更为奇特的形式呈现出仅为内部捕获分子直径数倍的垂直尺寸的离散值。我们基于膜理论与受限流体热力学建立了一个模型。我们的方法描述了此类扁平 GNB 的平衡性质。我们表明离散的煎饼几何是由 GNB 内部捕获流体引发的分离压所致。计算所得的总能量定义了一系列亚稳态的离散值，其煎饼高度均为分子直径的整数倍。我们观察到总能量极小值的数值与分布关键取决于温度。亚稳态之间的能量势垒随温度升高而降低。此外，我们证明在膜-基底粘附能足够低且捕获分子数量较少的情况下煎饼形态是有利的。这些性质与已发表的模拟与实验一致。我们的结果同分子动力学结果的数值比较进一步显示了所提模型的恰当性。
引用
@article{arxiv.2003.05423,
title = {Disjoining pressure oscillations causing height discretization in graphene nanobubbles},
author = {Timur Aslyamov and Ekaterina Khestanova and Maria Korneva and Evgeny Iakovlev and Petr Zhilyaev and Iskander Akhatov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.05423},
year = {2020}
}