利用炼金术导数探究等电子掺杂石墨烯上的水吸附
化学物理
2017-11-22 v1
摘要
新型二维材料的设计与制备在过去十年取得了巨大进展，推动了对这类材料化学的进一步探索。掺杂和氢化石墨烯是实验中实现的改变其表面化学的方法，但关于掺杂如何影响分子吸附仍有大量未知。发展此理解是释放这些材料潜在应用的关键。高通量筛选方法可提供探索材料广阔化学组成的特别有效途径。此处，炼金术导数(alchemical derivatives)被用作一种方法来筛选氢化石墨烯上各种BN掺杂构型中水分子的离解吸附能。炼金术导数的预测通过与密度泛函理论比较得以评估。发现该筛选方法预测的解离吸附能跨度超过 2 eV，平均绝对误差 eV。此外，我们表明此类预测的质量可通过检查初始态的 Kohn-Sham 最高占据分子轨道轻易评估。以此方式，在过滤掉较差预测后，水的解离吸附能的均方根误差降低了几乎一个数量级（降至 eV）。这些发现指明了可靠使用一阶炼金术导数进行高效筛选程序的方向。
引用
@article{arxiv.1703.10083,
title = {Exploring water adsorption on isoelectronically doped graphene using alchemical derivatives},
author = {Yasmine S. Al-Hamdani and Angelos Michaelides and O. Anatole von Lilienfeld},
journal= {arXiv preprint arXiv:1703.10083},
year = {2017}
}