间隙原子在核石墨中迁移与结合规律的模拟计算

为明确核石墨中间隙原子的存在形态与演化规律,利用第一性原理模拟研究间隙原子间的相互作用及其迁移、结合行为。研究表明:同一石墨片层上的间隙原子间存在引力,间距大于0.5 nm时其相互作用能可忽略;间隙原子倾向于沿扶手椅形方向迁移、结合,两间隙原子结合后降低的结构能约为6.0 e V;在间隙原子迁移过程中,整个迁移、结合反应的能垒约为0.4 eV;石墨中间隙原子最稳定的团簇结构是链状结构,紧邻的螺旋间隙原子结构次之,当结合的间隙原子数目超过6以后,间隙原子的结构将以包含六元碳环的团簇与底面以AB堆垛的形态存在,这是新石墨片层生成的重要机制。