两个石墨烯碎片系统中层间相互作用的本质
介观与纳米尺度物理
2011-07-27 v1
摘要
借助量子化学方法，我们研究了不同堆叠方式（AA 和 AB）下石墨烯碎片之间层间相互作用的本质。我们发现，作为系统基态的 AB 堆叠模式，其特征是存在有效的带间轨道相互作用，而这种相互作用在 AA 堆叠中几乎不存在。这种相互作用的消失会导致石墨烯层之间的电子解耦，因此当堆叠模式从 AB 变为 AA 时，碎片之间的键合相互作用能 ΔE_oi 从 -0.482 eV 急剧降低至 -0.087 eV。在保持相同 AA 晶格顺序的情况下，改善层间键合相互作用的有效方法是诱导层发生旋转。当碎片旋转时，键合相互作用得到改善，这主要是由于泡利排斥的抑制，进而增加了层间轨道相互作用，而在整个旋转角度范围内，其中的带间部分仍然可以忽略不计。我们还发现，当堆叠模式从 AA 变为 AB 时，泡利排斥是使两个碎片分离的主要作用力。这增大了平衡层间距，对于 AA 堆叠，该距离大于 AB 堆叠的既定值（3.4 Å）。
引用
@article{arxiv.1107.5299,
title = {On the nature of interlayer interactions in a system of two graphene fragments},
author = {Julia Berashevich and Tapash Chakraborty},
journal= {arXiv preprint arXiv:1107.5299},
year = {2011}
}
备注
9 pages, 3 figures, 3 tables