двухслойный графен, теория функционала плотности, моделирование из первых принципов, энергия связи
Аннотация
С помощью метода функционала электронной плотности проведено численное моделирование двухслойного графена. Исследовалась структура и энергия связи слоев в зависимости от представления волновой функции системы: плоские волны (пакет VASP) и атомноподобные орбитали (пакет SIESTA) и выбора приближения для обменно-корреляционного (XC) функционала. Было показано, что в свободной форме система приходит к устойчивой АВ-структуре двухслойного графена. Расчет энергии связи слоев показал, что результаты моделирования, выполненного с разным базисом для волновой функции, согласуются при использовании соответствующих друг другу XC-функционалов и учете поправки к ошибке суперпозиции базисного набора в методе сильной связи. Приближение обобщенных градиентов (GGA) ожидаемо дало заниженные значения энергии взаимодействия слоев графена. Сравнение с экспериментальными данными показало, что лучше всего энергетические и геометрические характеристики двухслойного графена описывает приближение локальной электронной плотности (LDA). Полуэмпирические поправки Гримме 2-го и 3-го поколения для GGA дали оценки энергии связи выше, чем LDA, но тоже близкие к экспериментальным результатам.
Биографии авторов
Мария Викторовна Каплун, Южно-Уральский государственный университет, Челябинск
ассистент, кафедра физики наноразмерных систем
Екатерина Владимировна Аникина, Южно-Уральский государственный университет, Челябинск
кандидат физико-математических наук, кафедра физики наноразмерных систем
Валерий Петрович Бескачко, Южно-Уральский государственный университет, Челябинск
доктор физико-математических наук, профессор, старший научный сотрудник управления научной и инновационной деятельности, кафедра «Физика наноразмерных систем»
