具有多个不等价子格的低维晶格的拓扑与量子稳定性

利用理论分析、多级模拟和可用的实验结构数据,提出了具有多个不等价子格的低维结晶碳晶格的拓扑稳定性和量子稳定性术语。结果表明,复杂的低维晶格易于发生由PBC方法产生的结构变形所引起的周期性破缺。为施加低维晶格的PBC限制,提出并证明了拓扑守恒定理(TCT)。研究表明,二维晶格空间单元填充不完善可能导致以下形成:i)结构波;ii)纳米管或卷曲;iii)鞍形结构;iv)非周期原子团簇;v)由芳香共振、关联效应或范德瓦耳斯相互作用稳定的二维晶格。利用准粒子方法研究了无限结构波的量子不稳定性效应。发现完美有限尺寸或稳定的结构波均可存在并可被合成。结果表明,对于易于发生平移不变性(TI)破缺的低维晶格,简正坐标的完全活性空间不能约化为TI简正坐标子空间。因此,受约束的TI子空间结构最小化可能人为地将势能面上的正则点返回为全局/局部极小/极大。证明了声子色散不能作为其稳定性的可靠最终证据。表明从头算分子动力学(MD)PBC Nosé-Hoover恒温器算法约束了MD盒中周期性 slab 的线性尺寸,阻止其恒温平衡。基于严格的TCT分析,提出了一种低维晶体结构分析流程图算法,并被证明是理论设计先进复杂纳米材料的强有力工具。