[發明專利]一種預測低維MXenes可合成性的理論方法在審
| 申請號： | 202011277601.9 | 申請日： | 2020-11-16 |
| 公開（公告）號： | CN112861303A | 公開（公告）日： | 2021-05-28 |
| 發明（設計）人： | 王夢;李少晗;孫維威;于金;李慧 | 申請（專利權）人： | 東南大學 |
| 主分類號： | G06F30/20 | 分類號： | G06F30/20;G06F119/18 |
| 代理公司： | 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204 | 代理人： | 曹坤 |
| 地址： | 211102 江*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 預測 mxenes 成性 理論 方法 | ||
1.一種預測低維MXenes可合成性的理論方法，其特征在于，其具體操作步驟如下：
步驟(1.1)、通過VESTA建模軟件構建MAX相的單胞模型、單層模型和斷鍵模型；
步驟(1.2)通過VASP軟件進行結構優化，利用單胞模型計算MAX相模型的M-A原子的層間距離；
步驟(1.3)、通過VASP軟件進行靜態自洽計算，利用單層模型和斷鍵模型計算MAX相模型的剝離能，即計算分離單層MAX相所需的能量；
步驟(1.4)、通過VASP軟件進行靜態自洽計算，利用單胞模型計算MAX相模型的電荷密度，采用VESTA軟件分析MAX相結構的鍵能性質；
步驟(1.5)、通過VASP軟件進行非靜態自洽計算，利用單胞模型計算MAX相模型的態密度，分析MAX相結構的鍵能；
步驟(1.6)、根據上述三個判據，即剝離能判據，層間距離判據和鍵能判據，通過結果處理與綜合分析，從理論上預測MAX相的剝離難度。
2.根據權利要求1所述的一種預測低維MXenes可合成性的理論方法，其特征在于，在步驟(1.1)中，所述模型建立的具體操作方法如下：
(1.1.1)、使用VESTA建模軟件對MAX相單胞進行建模，其中，單胞的原子比例為4:2:2，導出輸入文件POSCAR；
(1.1.2)、使用VESTA建模軟件對MAX相單層模型和斷鍵模型進行建模：刪除步驟(1.1.1)中所得MAX單胞模型中的一個基本單元，得到MAX相的單層模型
將模型數據文件類型轉變為VASP軟件的輸入文件POSCAR；構建斷鍵模型時，改變步驟(1.1.1)中所得POSCAR中的最上層M原子的C軸坐標，即將此M原子的a和b方向固定，C方向加導出新的POSCAR文件。
3.根據權利要求2所述的一種預測低維MXenes可合成性的理論方法，其特征在于，所述的MAX相的組分為211相，分子式為M2AC；
其中M為Sc、Ti、V、元素；M為Al、Si、P、Ga、Ge、As元素。
4.根據權利要求1所述的一種預測低維MXenes可合成性的理論方法，其特征在于，在所述步驟(1.2)與(1.5)中，利用單胞模型計算MAX相模型的具體操作方法如下：
(1)、將步驟(1.1.1)中得到的單胞模型的POSCAR采用VASP軟件進行結構優化，生成穩定結構數據文件CONTCAR，OZICAR文件從中可提取能量EMAX；
(2)、將步驟(1.1.1)中所得POSCAR首先運用VASP軟件進行結構優化，然后進行靜態自洽計算，體系的電荷密度數據記錄在CHGCAR文件中；
(3)、將步驟(1.1.1)中所得結構拆分成單獨A和M2C結構運行VASP軟件進行靜態自洽計算，體系的電荷密度分別記錄在CHGCAR文件中。
5.根據權利要求1所述的一種預測低維MXenes可合成性的理論方法，其特征在于，在所述步驟(1.3)中，所述剝離能的的具體操作方法如下：
通過單層模型計算剝離能：首先計算MAX單胞模型的能量，然后計算一個單層模型的能量，計算模擬從MAX單胞的單胞結構中剝離出單層MAX相結構所需能量為剝離能；
其次、通過斷鍵模型計算剝離能：剝離能的定義為層狀材料的層間結合能，計算模擬從MAX單胞結構中破壞M-A鍵直接在MAX相中剝離單層A原子層所需能量為剝離能。
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