黑、蓝和紫磷烯的可变热传导性能：基于大规模原子级模拟与神经进化潜力
摘要：磷元素具有多样化的化学键，即使在二维形式下，也存在着三种稳定的同素异构体：黑磷石墨烯（Black-P）、蓝磷石墨烯（Blue-P）和紫磷石墨烯（Violet-P）。由于这些结构的复杂性，目前尚未开发出适用于它们的高效准确的经典原子间势能模型。本文开发了一种高效的机器学习神经进化势能模型，并应用于通过大量分子动力学模拟研究这些同素异构体中的热输运。基于均匀非平衡分子动力学（MD）方法，预测了热导率为$12.5 \pm 0.2$（Black-P纵向）、$78.4 \pm 0.4$（Black-P横向）、$128 \pm 3$（Blue-P）和$2.36 \pm 0.05$（Violet-P） $Wm^{-1}K^{-1}$。通过谱分解、声子特征模式和声子参与率，揭示了这些同素异构体中热导率差异显著的原因。在外部拉伸应变作用下，黑磷石墨烯和紫磷石墨烯的热导率是有限的，而蓝磷石墨烯的热导率由于弯曲声子色散线性化，在零频率极限下增加了声子平均自由程而显得无穷大。
作者：Penghua Ying, Ting Liang, Ke Xu, Jin Zhang, Jianbin Xu, Jianyang Wu, Zheyong Fan, Tapio Ala-Nissila, Zheng Zhong
论文ID：2206.07874
分类：Computational Physics
分类简称：physics.comp-ph
提交时间：2023-02-10