受限几何构型石墨烯纳米气泡中的赝磁场：一项分子动力学研究

对三种不同衬底情景下石墨烯纳米鼓包中应变诱导赝磁场 (PMFs) 的分析表明，除了形状之外，石墨烯 - 衬底相互作用还能关键性地决定鼓包内部及外部的应变分布、大小以及这些场的分布与大小。我们结合经典分子动力学、连续介质力学和紧束缚电子结构计算，作为一种无偏手段，研究压力诱导的变形以及各种几何构型石墨烯纳米气泡中产生的 PMF。从能够限制和/或引导低能电子的应变工程石墨烯纳米结构的角度，分析了衬底孔径几何构型、晶格取向、内部气体压力和衬底类型之间的相互作用。除高度各向异性几何构型外，PMF 的大小通常仅在孔径边界附近显著，并迅速向中心衰减，因为在本文考虑的尺度下，气体压力导致边缘发生显著弯曲，而中心区域表现出近乎各向同性的应变。当挠曲导致边缘出现急剧弯曲时，曲率和 $p_z$ 轨道的倾斜不可忽略，并对总场有实质性贡献。PMF 在边界处的强局域性及其极性变化的分布特征，可用于将电子捕获在气泡内，或在由边缘定义的通道状几何构型中引导电子。然而，我们确定石墨烯相对于衬底的滑移是决定 PMF 在鼓包内部或周围集中程度的重要因素，因为它可能导致那里的应变梯度显著软化。因此，衬底的性质成为决定石墨烯中纳米尺度 PMF 剪裁有效性的决定性因素。