二维材料在气体储盆中的统计力学
统计力学
2026-01-26 v1 材料科学
摘要
我们推导并验证了低维系统与热浴相互作用的配分函数，解决了纳米尺度系统热力学建模的通用问题。与在正规(NVT)ensemble中，配分函数仅由系统哈密顿量和热浴温度决定的 bulk 系统不同，我们的公式表明，考虑与热浴的相互作用对于描述低维材料的统计力学至关重要。为验证理论结果，我们开发了分子动力学(MD)算法，直接将热浴建模为气体储盆。我们首先使用1维谐振子进行验证，通过显式数值积分计算其长度分布，并与MD模拟结果一致。随后，我们将方法扩展至研究浸�于有限温度和压力下的2D石墨烯单层的垂直波动。与由传统NVT ensemble模拟（由恒温器控制）的结果比较显示，环境相互作用显著影响二维材料系统的性质。
引用
@article{arxiv.2601.16856,
title = {Statistical mechanics of a 2D material in a gas reservoir},
author = {Moon-ki Choi and Ellad B Tadmor},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.16856},
year = {2026}
}