基于深层势分子分子钙钛矿的对抗性碰撞控制相反应性解析
材料科学
2025-12-29 v1 化学物理
摘要
精确调控能量材料的化学分解，无论是快速点燃还是稳定耐久，都需要原子尺度的可反应性原理，而这些原理目前仍不清晰。本文通过深层势分子动力学(DPMD)仿真解析了能量分子钙钛矿中的普遍碰撞控制原理，具体为(H2dabco)B(ClO4)3，其中H2dabco2+ = 1,4-diazabicyclo[2.2.2]octane-1,4-diium, B = Na+, K+, Rb+, NH4+分别对应DAP-1, DAP-2, DAP-3和DAP-4。通过对超过100 ps轨迹的原子尺度仿真进行阿瑞尼斯拟合，发现随着B位离子半径(Na+ < K+ < Rb+)增加，同时降低了活化能Ea(增强可反应性)和 pre-exponential因子A(抑制X位与A位之间的氢转移碰撞概率)，产生明显的相互抵消动力学后果。这种二元性良好地解释了K+基的DAP-2在峰值稳定性和对碰撞耗散的不敏感性。对于铵基DAP-4，尽管NH4+的半径接近K+，但活性B位阳离子触发了质子转移，促进了C-H键断裂。通过将静止阳离子半径与动态Ea-ln(A)耦合关联，我们合理化了非单调分解温度(K+ > NH4+ > Rb+ > Na+)的宏观稳定性，并为通用能量材料设计奠定了基础。
引用
@article{arxiv.2503.04540,
title = {Unraveling Antagonistic Collision-Controlled Reactivity in Energetic Molecular Perovskites with Deep Potential Molecular Dynamics},
author = {Ming-Yu Guo and Yun-Fan Yan and Pin Chen and Wei-Xiong Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.04540},
year = {2025}
}