悬于两等电荷针尖间的氢分子的纳米力学
介观与纳米尺度物理
2020-05-29 v1 材料科学
摘要
在不受限 Born-Oppenheimer（BO）近似的条件下，采用变分量子蒙特卡洛（QMC）方法计算了位于两个等电荷点状针尖正中处的氢分子的几何构型与能量。研究了基态核分布、稳定性与低振动激发。基态结果预测了与基于同等 QMC 精度所得势能面（PES）的 BO 处理之间的显著偏差。分子轴方向与键长在亚纳米尺度上的量子力学分布，是理解含嵌入氢的纳米力学动力学的基础。由于针尖的排布，柱对称性导致分子轴矢量相对于针尖-针尖轴的方位角分布均匀。随着针尖彼此靠近，QMC 采样显示出球对称性的逐渐丧失：分子轴在方位角上仍均匀分布，但在针尖电荷为负时集中于针尖-针尖方向，而在电荷为正时集中于赤道面。该方向性行为可通过改变针尖电荷符号与控制针尖间距，在两种稳定构型间切换。这暗示了其在分子机器领域的应用。
引用
@article{arxiv.1910.11619,
title = {Nanomechanics of a Hydrogen Molecule Suspended between Two Equally Charged Tips},
author = {W. Schattke and T. Frederiksen and M. A. Van Hove and R. Díez Muiño},
journal= {arXiv preprint arXiv:1910.11619},
year = {2020}
}
备注
20 pages, 10 figures