无序固体近乎无缺陷的动力学模型：以非晶硅为例

在材料建模领域，人们普遍认为，使用经典或从头算分子动力学（MD）模拟从硅熔融态淬灭，无法制备出无缺陷且真实的非晶硅网络。在本工作中，我们通过使用经典分子动力学模拟，生成了由多达五十万个原子组成的近乎无缺陷的超大非晶硅模型，从而解决了这一长期存在的问题。我们展示了这些模型的结构、拓扑、电子和振动特性，并将其与实验数据进行了比较。将这些模型与使用改进的 Wooten-Winer-Weaire 键切换算法获得的模型进行比较，结果表明本文模型与后者相当，后者是通过构型空间中原子网络基于事件的总能量弛豫生成的。本工作生成的 MD 模型代表了迄今为止文献中使用分子动力学模拟报道的最高质量的非晶硅网络。