从通用势能剥离与断裂晶体

剥离与断裂创造两种二维（2D）材料和表面，具有与其bulk父材料截然不同的物理和化学性质。来源于非层状晶体的非范德华（non-vdW）2D材料类群日益增长，为探索低维材料提供了迷人的新平台——极大地扩展了低维材料的景观。然而，现有计算模型提供的指导有限：现有的描述器大多针对范德华层状系统。本文引入一种通用框架，直接从bulk结构预测晶体断裂和可剥离2D子单元。其核心是一种通用eXfoliation and Cleavage Potential（XCP），可在几乎不产生计算成本的情况下对多样化材料进行大规模筛选。应用此方法，我们获得37,208个可剥离表面和候选非范德华2D材料，随后利用高通量密度泛函理论筛选其中2,377个可能可剥离的材料。我们发现具有平方和矩形晶格、在剥离后发生间接到直接带隙转换的半导体体系，以及首个非范德华2D金属。本研究因此为探索和设计具有前所未化化学与结构多样性的新型2D材料开辟了系统化之路。