应变碳链的静态结构：基于 DFT 建模与 Lennard-Jones 势经典建模的对比

我们早先证明，在具有 Lennard-Jones 势的应变单原子链中可存在一种平衡静态双结构，对应于 N-1 个相等的短原子间键与一个位于其中心的长键（N 为链中原子数）。本工作中，我们借助密度泛函理论（DFT 建模）研究应变碳链中可存在的类似结构。与 Lennard-Jones 模型不同，此情形下的双结构是非均匀的（具有不同长度的短键），并在应变超过某一临界值 $\eta_c$ 时作为平衡态的硬分岔（一级相变的类比）突然显现。此种分岔关联于势的两个不同部分，其中 Lennard-Jones 力可非常小（即势极小值附近与势尾），因此作用于长键与短键间粒子上的力可相等。由于几乎所有原子间势均具此类特征，上述分岔是普适的，即必发生于任意单原子链。我们详细研究了上述结构的属性，特别是其参数随 N 增大的行为。借助 DFT 建模，研究了上述结构在分岔点附近的电子密度。