多层石墨晶体中平面缝隙的稳定性研究

采用二维粗粒度链模型模拟多层石墨晶体中的平面缝隙。研究表明，当在石墨晶体平坦表面覆盖一条线性空洞时，仅当空洞宽度不超过临界值 L_o 时，才能形成开放式（未填充）缝隙；当宽度 L > L_o 时，仅会形成闭合状态的缝隙，其中空洞空间被覆盖板填满。临界宽度 L_o 随覆盖板层数 K 的单调递增。对于单层空洞，存在有限的临界宽度 L_o < 3nm；而对于两层和三层空洞，开放式缝隙的最大宽度随层数 K 按幂函数 K^α（0 < α < 1）形式无限增大。内部的两层和三层缝隙可在任意宽度下保持稳定的开放状态。当缝隙宽度 L > 7.6nm 时，亦可存在稳定的闭合状态，即其上下表面相互黏附。热力学振荡模拟表明，宽度 L < 15nm 的两层缝隙开放状态在任何温度下均稳定；而当温度 T > 400K 时，宽度更大的缝隙将从开放状态转化为闭合状态。三层缝隙的开放状态始终稳定可靠。