利用电子开放边界进行高效模拟

我们提出了一种针对引入电子开放边界的 Hairy Probe 方法的重构形式，该方法适用于涉及非正交原子基组的稳态计算。为了检验该方法的正确性，我们研究了完美的 Cu 原子线和完美的非正交 H 原子链。对于这两种原子链，我们发现电导值恰好为一个量子单位，并且只要探针与系统的耦合强度与无探针时系统的平均能级间距处于同一数量级，该结果对耦合强度就不敏感。对于 Cu 原子链，我们还发现，在远离连接探针的区域，导线内的电势是均匀的，而在探针区域内，电势随位置呈预测的指数变化。随后，我们将该方法应用于初步研究石墨烯作为分子电子学接触材料的适用性。我们对碳纳米带进行了计算，以确定探针与石墨烯的正确耦合强度，并获得了对应于两个穿过费米面的能带的约两个量子单位的电导。接着，我们计算了连接到两个石墨烯接触的苯分子的电流，发现由于苯与石墨烯之间的共价键破坏了$\pi$-共轭，电流非常微弱。在所有情况下，我们发现过强或过弱的探针耦合都会抑制电流。