对于石墨烯和石墨烯纳米带的半经验伪潜在方法
Raj Kumar Paudel1,2,3, Chung-Yuan Ren4, Yia-Chung Chang1,5
1Research Center for Applied Sciences, Academia Sinica, Taipei 11529, Taiwan.
Nanomaterials (Basel, Switzerland)
|July 29, 2023
概括
我们开发了一种高效的半实证伪潜在 (SEP) 方法,准确计算石墨烯和石墨烯纳米带的电子带结构,与密度函数理论 (DFT) 相比,显著降低了计算成本. 这种方法可以更快地模拟石墨烯纳米设备.
科学领域:
- 凝聚物质物理学 凝聚物质物理学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 计算物理 计算物理
背景情况:
- 石墨烯及其纳米带是下一代电子产品的有希望的材料.
- 准确计算它们的电子带结构对于设备设计至关重要.
- 像密度函数理论 (DFT) 这样的现有方法可以是计算密集的.
研究的目的:
- 开发一种计算效率高的方法来计算石墨烯和石墨烯纳米带的带结构.
- 根据DFT计算,验证拟议方法的准确性.
- 为了能够高效地模拟石墨烯纳米设备的特性.
主要方法:
- 一个半经验性的伪潜力 (SEP) 方法的实施.
- 使用二维平面波与B-spline函数相结合,用于基础集.
- 使用DFT衍生量的SEP本地和非本地术语的参数化.
- 纳米带计算的边缘校正项的包含.
主要成果:
- 与DFT相比,SEP方法准确地复制了石墨烯的带结构,与DFT相比,差异微不足道.
- 该方法表现出高效率,显著优于DFT.
- 使用SEP与边缘校正的椅子石墨烯纳米带的模拟与DFT结果非常相匹配.
结论:
- 开发的SEP方法为计算石墨烯和石墨烯纳米带带结构的计算提供了廉价和准确的替代方案.
- 这种方法有助于模拟石墨烯纳米设备的光学和传输特性.
- 该方法的效率允许研究更复杂和更现实的纳米设备.
