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单层石墨烯的性质可以通过引入缺陷来调控。获得可控缺陷的一个有效的方法是使用高能离子轰击单层石墨烯。分子动力学模拟可被用来阐明此过程中所涉及的机制,并增进我们对外部参数(比如引入离子的动能)如何影响缺陷形成的理解。在本实例中,借助文献[BS12]中的方案,您将模拟离子轰击石墨烯。 特别地,您将:
普通列表项目轰击原子原则上可以添加在表面上方的任何地方。接下来,您可以选择添加轰击原子在一个石墨烯碳原子正上方(顶位),也可以在石墨烯碳圆环中间位置正上方(空心位)。
在顶位添加一个原子:
在空心位添加一个原子:
注意!
如果您想修改轰击原子的确切位置,您可以使用Translate工具,也可以编辑原子最后的坐标(使用Coordinate Tools ‣ Coordinate List工具)
您将使用Script Generator来为模拟设置计算器。建议在模拟开始之前使用经典势对石墨烯片层的晶格进行优化。关于计算器和经典势的细节阐述如下。
在Script Generator中:
注意!
Tersoff_SiC_1998势和在[BS12]中使用的势很类似,但并不完全相同。如果您想要使用完全相同的势,您可以在这个脚本中找到:ion_bombardment.py。
在第一个MolecularDynamics模块中,设置平衡态模拟参数如下图。
在平衡态计算过程中,轰击原子的位置应该固定。所以:
在第二个MolecularDynamics模块中,您应设置轰击模拟的基本参数:
提示!
在这个模拟中的原子动能将会非常大。这就是为什么有必要选择一个相对小的时间步长(time step)来保证收敛。对于很高的入射能(>100eV),时间步长甚至必须减小到0.01fs。(参见[BS12])。