石墨烯单层中的量子效应：路径积分模拟
材料科学
2016-12-23 v1 化学物理
摘要
我们进行了路径积分分子动力学 (PIMD) 模拟，以研究碳原子的量子动力学对单层石墨烯性质的影响。使用 LCBOPII 有效势，分析了 12 至 2000 K 范围内的有限温度性质。为了评估量子效应对石墨烯结构和热力学性质的影响程度，还进行了经典分子动力学模拟。特别强调了沿面外方向的原子振动。我们表明，尽管这些振动模式中存在量子效应，但只要系统尺寸足够大，在任何有限温度下类经典运动均主导于量子离域。通过比较碳原子的动能与势能，得出振动模式表现出明显的非谐性。研究发现，在有限温度下，核量子效应对原子间距和层面积有显著影响。由 PIMD 模拟得到的热膨胀系数在零温极限下消失，这与热力学第三定律相符。
引用
@article{arxiv.1612.07504,
title = {Quantum effects in graphene monolayers: Path-integral simulations},
author = {Carlos P. Herrero and Rafael Ramirez},
journal= {arXiv preprint arXiv:1612.07504},
year = {2016}
}
备注
14 pages, 11 figures