利用多种经典分子动力学方案研究碳材料的杨氏模量
材料科学
2020-11-19 v1
摘要
经典碳势函数结合经典分子动力学被用于计算那些因尺寸过大、结构不规则或长时间动力学过程而导致量子力学方法失效的碳基材料的结构与物理性质。实例包括最近合成的具有分子厚度及宏观横向尺寸的自由站立碳纳米膜 (CNM) 以及无定形碳。尽管此类势函数（例如在 LAMMPS 中实现的）对于石墨烯等多种碳材料能给出相当准确的键长和键角，但它们在杨氏模量等力学性质方面的准确性尚不明确。我们利用 LAMMPS 中实现的各种势函数以及 Nigel Marks 开发的高度复杂的 EDIP 势函数，对三种碳基材料进行了大规模经典分子动力学研究。我们展示了杨氏模量如何随经典势函数的不同而变化，并将其与实验结果进行了比较。由于碳的经典描述必然是近似处理，不同实现产生不同结果并不令人惊讶。因此，应仔细检查特定势函数适用于哪些可观测量。我们希望对此澄清有所贡献。
引用
@article{arxiv.1707.02179,
title = {Young's moduli of carbon materials investigated by various classical molecular dynamics schemes},
author = {F. Gayk and J. Ehrens and T. Heitmann and P. Vorndamme and A. Mrugalla and J. Schnack},
journal= {arXiv preprint arXiv:1707.02179},
year = {2020}
}
备注
12 pages, 5 figures