从低维体系到块体体系的声子模式映射
介观与纳米尺度物理
2020-01-08 v1
摘要
提出了一种将薄膜的真实声子模式（由二维（2D）布里渊区定义）映射到相应块体材料模式（由三维（3D）布里渊区定义）的算法。该算法基于正则模分解，并受到以下观察的启发：由2D本征向量产生的原子运动在面外方向上导致类驻波行为。它应用于由伦纳德-琼斯（LJ）氩（其块体各向同性）和石墨烯（其块体（石墨）各向异性）构建的厚度在二个到十个单位晶胞之间的薄膜。对于LJ氩，态密度随着薄膜变薄而偏离块体，这是因为声子频率向较低值移动。这种偏移是由于薄膜的各向异性导致的横向支分裂以及二次声学支的出现。因此，虽然映射算法对较厚的LJ氩薄膜效果良好，但对较薄薄膜表现不佳，因为2D和3D模式之间的对应关系较弱。对于石墨烯，即使最薄的薄膜的态密度也由于固有的各向异性而紧密匹配石墨，除了低频处的微小偏移。因此，映射算法对石墨烯薄膜的所有厚度都效果良好，表明2D和3D模式之间有强对应关系。
引用
@article{arxiv.1907.02183,
title = {Mapping Phonon Modes from Reduced-Dimensional to Bulk Systems},
author = {Hyun-Young Kim and Kevin D. Parish and Alan J. H. McGaughey},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.02183},
year = {2020}
}