Chemical design and magnetic ordering in thin layers of 2D MOFs
通过合理的化学设计，并由于金属有机框架（MOFs）的杂化性质，可以制备在环境条件下稳定的分子基二维磁性材料。在这里，我们说明了这种方法的多功能性，通过改变金属节点和配体在一个家庭的分层的MOFs，允许调整其磁性能。具体地，苯并咪唑型配体与不同金属中心（MII = Fe、Co、Mn、Zn）在无溶剂合成中的反应产生一族晶体材料，表示为MUV-1（M），其以取决于M的临界温度反铁磁性地排序。此外，在配体中引入额外的取代基导致了一种新的系统，表示为MUV-8，由共价结合的磁性双层通过范德华相互作用互连形成，这种拓扑结构在2D材料领域非常罕见，并且对于2D磁体来说是前所未有的。这些层状材料足够坚固，可以机械剥离成具有大横向尺寸的几层。最后，这些层状MOF的鲁棒性和结晶性允许制造纳米机械谐振器，该谐振器可用于通过激光干涉测量法检测这些2D分子基反铁磁体薄层中的磁序。
2021-07-24 cond-mat.mtrl-sci
Layertronic control of topological states in multilayer metal-organic frameworks
我们研究了多层金属有机框架（MOFs）中二维态的层局域控制。对于有限堆叠的（NiC 4S 4）3 MOFs，相邻层之间的弱范德华耦合导致费米能级依赖的单层中的电子态的分布。这种分布反映在多层纳米带的拓扑边缘状态。此外，通过施加平行于堆叠方向的外部电场，可以针对选定的费米能量控制电子态的空间定位。通过比较密度泛函理论计算与戈薇晶格紧束缚模型来研究这种局域化行为。此外，对于无限堆叠的纳米带，一个新的V沟狄拉克态被发现在侧表面，这使得各向异性电流控制通过调整费米能量。我们的结果可以立即扩展到其他kagome MOFs与重叠堆叠，引入一个新的自由度（层本地化）的材料设计。
2019-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
High-throughput screening of small-molecule adsorption in MOF
本论文采用高通量筛选技术结合最先进的van der Waals密度泛函理论，研究了H_2、CO_2、CH_4和H_2O四种重要分子在MOF-74-M（M = Be、Mg、Al、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Sr、Zr、Nb、Ru、Rh、Pd、La、W、Os、Ir和Pt）中的吸附性质。我们表明，高通量技术可以帮助加速储氢，碳捕获和气体分离的有效材料的开发和改进。构型吸附空间的探索使我们能够提取关键的信息，例如，水与CO_2对吸附"口袋"的竞争。“我们发现只有少数贵金属--Rh，Pd，Os，Ir和Pt--有利于CO_2的吸附，因此是有效的碳捕获材料的潜在候选者。我们的研究结果进一步揭示了H_2、CO_2、CH_4和H_2O在MOF结构中的结合特性的显著差异，表明这些纳米多孔材料可以成功地分离分子混合物。
2013-06-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
One-Dimensional Materials Supported in Two-Dimensional van der Waals Metal-Organic Frameworks with Optical Anisotropy Switching via Twist-Engineering
Universitat de València（瓦伦西亚大学）；IMDEA Nanociencia（IMDEA纳米科学研究所）
通过扭动工程设计，利用二维范德瓦尔金属有机框架构建一维材料，实现光学各向异性调控与切换。
2026-03-30 cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetism on an atom-thick and extended 2D-metal-organic framework
本研究在Au(111)衬底上制备出由DCA分子和Fe吸附原子构成的原子级厚度延展型二维MOF，通过多技术实验结合第一性原理计算证实其存在协同铁磁性，为超高密度磁存储及二维磁模型研究开辟新路径。
2023-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A theoretical study of the hydrogen-storage potential of (H_2)_4CH_4 in metal organic framework materials and carbon nanotubes
甲烷-氢化合物（H_2）_4CH_4--或简称H4 M--是最有前途的贮氢材料之一。这种范德华化合物的分子氢含量非常丰富：33.3质量%，不包括CH_4中结合的氢;包括它，我们甚至达到50.2质量%。不幸的是，H4 M在环境压力和温度下不稳定，需要低温或高压。在本文中，我们调查的性质和结构的分子和晶体形式的H4 M，使用从头计算方法的基础上的范德瓦尔斯密度泛函（vdW-DF）。我们进一步研究了通过外部试剂（如金属有机框架（MOF）材料和碳纳米管）产生稳定H4 M所需压力的可能性，结果非常令人鼓舞。特别是，我们发现某些MOFs可以在它们的空腔中为H4 M产生相当大的压力，但不足以在室温下稳定它，适度的冷却仍然是必要的。另一方面，我们发现所有研究的碳纳米管都可以产生H4 M在室温下稳定所需的高压，这对新的和令人兴奋的储氢应用有直接的影响。
2012-07-10 cond-mat.mtrl-sci
Density Functional Theory Meta-GGA+U Study of Water Incorporation in the Metal Organic Framework Material Cu-BTC
利用密度泛函理论在meta-GGA +U水平上研究了金属有机骨架材料Cu-BTC的吸水性，最高可达3.5 H $_2$ O/Cu离子.水分子的稳定排列显示氢键水分子的链和在高浓度下形成封闭笼的趋势。水分子团簇主要通过水-水氢键和铜-水-氧相互作用的结合而稳定。通过范德华相互作用、水-水键合的电场增强以及水与骨架氧的氢键合进一步增强稳定性。我们假设形成这种稳定簇的趋势解释了水对Cu-BTC和具有暴露金属位点的相关MOF的特别强的亲和力。
2015-06-09 cond-mat.mtrl-sci
The impact of spurious imaginary phonon modes on thermal properties of Metal-organic Frameworks
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）
本文系统展示了虚假虚声子模式会显著引入热容估计误差，导致基于热性质的MOF筛选排序错误，并提出了一种简单快速的后处理工作流来校正热容估计。
2026-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Layered spin-crossover metal-organic frameworks for light-induced control of two-dimensional quantum materials
Instituto de Ciencia Molecular (ICMol), Universitat De València（瓦伦西亚大学分子科学研究所）
本研究将层状自旋交叉MOF与二维量子材料集成，通过热/光诱导应变实现电子输运、磁性和超导性的选择性调控，拓展了MOF在多功能电子器件中的应用。
2026-10-07 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Switchable Altermagnetism in a Layered van der Waals Metal-Organic Framework Driven by Spin-Crossover
Instituto de Ciencia Molecular, Universitat de València（瓦伦西亚大学分子科学研究所）
本研究通过密度泛函计算，提出利用自旋交叉机制在层状范德华MOFs中按需切换交变磁性，为可重构自旋电子器件提供了新平台。
2026-09-09 cond-mat.mtrl-sci
Unravelling Water Stability and Electrical Conductivity of 2D Layered Metal-Organic Frameworks in Aqueous Solutions
通过分子动力学模拟结合周期性电子结构计算，研究了二维层状导电Cu 3（HHTP）2和Cu 3（HTTP）2金属有机骨架的六边形一维孔道中界面水和受限水的结构、化学和动力学性质（HHTP= 2，3，6，7，10，11-六羟基苯并菲，HTTP = 2，3，6，7，10，11-六硫代苯并菲）。比较所研究的2D MOFs的体模型与板模型中的水吸附表明，水通过与有机连接体形成氢键而不是通过配位到配位不饱和的开放Cu 2+位点而优先吸附在骨架壁上。理论预测，在Cu 3（HTTP）2中，范德华相互作用更强，这有助于MOF保持其层状形态，允许非常少的水分子扩散到层间空间中。在这项工作中提出的数据是通用的，并有助于实施新的战略，以保持完整性，以及在水溶液中的多孔材料的导电性。
2020-11-15 cond-mat.mtrl-sci
Theoretical and experimental analysis of H2 binding in a prototype metal organic framework material
采用实验和理论相结合的方法研究了金属有机骨架（MOF）结构Zn 2（BDC）2（TED）对氢的吸附。通过使用非经验范德华密度泛函（vdW-DF）方法，发现最深的H2结合位置的轨迹位于两种类型的窄通道。最稳定的结合位点的能量，以及这样的结合位点的数量，是一致的从实验吸附等温线和吸附热数据获得的值。当吸附在MOF中时，H-H伸缩频率的偏移的计算在两个通道中的每一个中的最强结合点处给出约-30 cm-1的值。室温红外吸收光谱测量给出了中心在4120 cm-1的氢峰，这意味着与理论计算一致的位移。
2008-12-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Magnon transport in quasi-two-dimensional van der Waals antiferromagnets
最近出现的2D范德瓦尔斯磁体下降到原子层厚度提供了一个令人兴奋的平台，探索量子磁学和自旋电子学的应用。范德华性质稳定了作为磁各向异性的结果的长程铁磁有序。此外，巨隧穿磁电阻和电控制磁已被报道。然而，2D范德华磁体的磁振子，基于磁振子的自旋电子学的潜力尚未被探索。在这里，我们报告的实验观察到的长距离的磁振子输运在准二维范德华反铁磁体MnPS3，这表明2D磁铁作为有前途的候选材料的磁振子。随着2D MnPS3厚度的减小，观察到较短的磁振子扩散长度，这可以归因于表面杂质诱导的磁振子散射。我们的研究结果可以为探索量子磁现象和设计基于二维范德华磁体的未来磁器件铺平道路。
2019-02-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
van der Waals metamaterials
范德华异质结构是发现凝聚态系统中涌现现象的一个肥沃的前沿。它们是通过堆叠一个大型二维材料库的元素来构建的，这些元素通过范德华相互作用耦合在一起。然而，这个库中可能的组合数量是惊人的，充分探索它们的潜力是一项艰巨的任务。在这里，我们介绍范德瓦尔斯超材料快速原型和筛选他们的量子对应物。这些分层的超材料被设计用来重塑超声波的流动，以模仿电子运动。特别是，我们展示了如何通过使用模拟范德华相互作用的层间膜来构建双层和三层石墨烯的所有堆叠配置的类似物。通过改变膜的密度和厚度，我们达到了远远超过传统石墨烯的耦合机制。我们预计范德华超材料将探索，扩展和告知未来的电子设备。同样，它们允许将有用的电子行为转移到声学系统，例如魔角扭曲双层石墨烯中的平带，这可能有助于超分辨率超声成像仪的开发。
2020-05-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Machine Learning Potential for Modelling H$_2$ Adsorption/Diffusion in MOF with Open Metal Sites
本文针对含开放金属位点的Al-soc-MOF，基于AIMD数据推导出首个能准确描述H$_2$与MOF相互作用的机器学习势，通过MD和GCMC模拟预测了H$_2$的吸附、扩散及动力学行为并获实验验证，为高效计算评估MOFs材料铺平道路。
2023-07-28 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Many-body effects in van der Waals-Casimir interaction between graphene layers
在Lifshitz理论的框架内分析了两个并列的石墨烯层，石墨烯层和衬底之间以及多层石墨烯系统中的范德华-卡西米尔色散相互作用。该公式取决于未掺杂或掺杂的石墨烯片的介电响应函数的已知形式，假设其具有随机相位近似形式。在两个并置层的几何结构中，确定了两种类型的石墨烯片的范德华-卡西米尔相互作用的分离依赖性，并与一些众所周知的极限情况进行了比较。在一个多层阵列的多体效应进行了量化，并显示增加范德华-卡西米尔相互作用的幅度。
2011-05-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Atomic charges for modeling metal-organic frameworks: Why and how
原子部分电荷是模拟金属-有机框架（MOFs）中的关键重要参数，因为库仑相互作用随着距离的减小比范德华相互作用更慢。但是，尽管它的相关性，没有方法可以明确地分配电荷给每个原子，因为原子电荷不是量子可观测的。有几种方法可以计算原子电荷，其中大多数从波函数或电子密度或系统开始，如量子力学计算所获得的。在这项工作中，我们描述了最常用的方法来计算原子电荷的MOFs。为了显示即使是很小的结构变化对原子电荷的影响，我们给出了我们对DMOF-1获得的结果。我们还讨论了原子电荷的小变化对预测的结构性质IRMOF-1的影响。
2018-02-24 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
van der Waals density functionals built upon the electron-gas tradition: Facing the challenge of competing interactions
对稀疏物质的理论描述引起了人们极大的兴趣，特别是对于那些可以用密度泛函理论（DFT）描述的基态性质。一种建议的方法，范德华密度泛函（vdW-DF）方法，依靠强大的物理基础，并提供简单而准确和强大的泛函。最近在该方法中的泛函称为vdW-DF-cx [K. Berland和P. Hyldgaard，Phys.Rev.B89，035412]的突出之处在于其试图使用从导出非局域相关能的相同的基于等离子体的理论导出的交换能。鼓励其良好的性能为固体，层状材料和芳香分子，我们将其应用到几个系统的特点是竞争相互作用。这些包括PbTiO $_3$中的铁电响应、金属有机骨架（MOFs）内小分子的吸附、石墨/金刚石相变以及芳香分子在Ag（111）表面上的吸附。我们的研究结果表明，vdw-DF-cx总体上非常适合解决这些具有挑战性的系统。除了作为稀疏物质的竞争性密度泛函外，vdw-DF-cx结构还提供了一种更强大的通用泛函，可以应用于具有各种竞争性相互作用的一系列材料问题。
2014-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Enhancing Hydrogen Adsorption Ability of MOF-5 with Metal Node Exchange and Linker Functionalisation
Carl von Ossietzky Universität Oldenburg（奥尔登堡卡尔·冯·奥西茨基大学）；Friedrich-Schiller Universität Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学）；Université de Montpellier, CNRS, ENSCM（蒙彼利埃大学，法国国家科学研究中心，国立化学学院）
该研究通过第一性原理探究MOF-5的金属节点交换与配体官能化改性，发现Cd中心结合NO₂基团可显著提升其氢吸附能力，为储氢吸附材料开发提供设计框架。
2026-08-18 cond-mat.mtrl-sci
Low-Frequency Noise in Low-Dimensional van der Waals Materials
石墨烯和二维范德瓦尔斯材料的出现使人们对低维系统中低频噪声的研究重新燃起了兴趣。层状范德华材料由于其厚度可控的特性和可调的载流子浓度，为研究低频噪声提供了独特的机会。在这篇综述中，我们描述了不寻常的低频噪声现象，准二维和准一维范德瓦尔斯材料。我们还表明，低频噪声光谱是一个强有力的工具，在这类材料的电子输运和电荷密度波相变的调查。
2019-08-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Spin Hall-like Phononic States in van der Waals Bilayers with Antiferromagnetic Ordering
在这里，我们提出了量子自旋霍尔类声子态的范德华双层系统与反铁磁有序。在具有小层间相互作用的双层系统中，反铁磁有序使得总陈数为零，其中每层的陈数彼此相反。在双层CrI3反铁磁有序已被实验证明，我们表明，量子自旋霍尔类状态出现空间分离的手征边缘模式。
2019-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Van der Waals heterostructures
对石墨烯和其他二维原子晶体的研究正在激烈进行，并且可能多年来仍然是凝聚态物理和材料科学中最热门的话题之一。在这个领域之外，孤立的原子平面也可以被重新组装成设计师异质结构，以精确选择的顺序逐层制造。第一个-已经非常复杂-这种异质结构（称为“范德华”）最近被制造和研究，揭示了不寻常的性质和新的现象。在这里，我们回顾这一新兴的研究领域，并试图确定未来的发展方向。随着制造技术的稳步改进，范德华异质结构有望带来新的淘金热，而不是石墨烯余震。
2013-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Near Unity Absorption in Van der Waals Semiconductors for Ultrathin Optoelectronics
我们证明了近统一，宽带吸收光电子器件使用亚15 nm厚的过渡金属二硫属化物（TMDC）的钼和钨作为范德华半导体有源层。具体来说，我们报告说，近1光吸收是可能的极薄（< 15 nm）的范德华半导体结构耦合到强阻尼的光学模式的半导体/金属异质结构。我们进一步利用这些高吸收异质结制作肖特基结器件，并表征其光电性能。我们的工作解决了一个关键的标准，使TMDC作为潜在的候选人，以实现高的光电效率。
2016-08-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Facile and Fast Transformation of Non-Luminescent to Highly Luminescent MOFs: Acetone Sensing for Diabetes Diagnosis and Lead Capture from Polluted Water
金属有机骨架材料以其独特的综合性能成为高新技术发展中最有前途的材料之一。MOFs的常规合成涉及有机连接体和金属盐的直接反应，然而，它们的合成后修饰是一种复杂的路线，用于生产新材料或赋予通过传统方法无法获得的新性质。这项工作描述了通过将非发光MOF（Zn基OX-1）简单地浸入银盐溶液中，将其合成后转化为高度发光的框架（Ag基OX-2）。转化机制利用了OX-1中发现的对苯二甲酸酯连接基的非配位氧原子，而不是通常采用的不饱和金属位点，使反应更快。从OX-1到OX-2转化得到的材料是高度发光的，并且对丙酮表现出选择性响应，使它们成为制造用于诊断和监测糖尿病的荧光传感器的有希望的候选者。我们的方法可以扩展到其他金属，如铅（Pb）。含有OX-1的聚合物混合基质膜的制造被用作从水中捕获Pb离子（作为污染物）的概念验证。这项研究鼓励探索替代方法，使MOFs具有光化学传感或水净化等环境应用的特殊能力。
2021-01-21 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
2D hybrid CrCl2(N2C4H4)2 with tunable ferromagnetic half-metallicity
二维铁磁半金属在量子磁电子学和自旋电子学器件中具有巨大的应用潜力。在这里，使用密度泛函计算和磁性图片，我们研究的电子结构和磁性的新型范德华（vdW）金属有机框架（MOF），CrCl 2（N2 C4 H4）2，即CrCl 2（吡嗪）2。我们的研究结果表明，CrCl_2（吡嗪）_2是一个二维FM半金属，具有很强的层内FM耦合，但由于vdW间距的层间FM耦合要弱得多。它的自旋极化导带由吡嗪分子轨道形成，并由鲁棒的Cr 3+局域自旋= 3/2极化。这些结果与最近的实验一致[Pedersen等人，Nature Chemistry，2018，10，1056]。更有趣的是，CrCl_2（pyrazine）_2单层膜具有很强的FM半金属度掺杂可调性，电子掺杂可显著增强FM耦合。我们的工作突出了有机配体的重要作用，并表明VDW MOF也值得探索新的2D磁性材料。
2021-07-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Simulations of High Temperature Decomposition of Metal-Organic Frameworks to form Amorphous Catalysts
School of Physics, Chemistry and Earth Sciences, Adelaide University（阿德莱德大学物理、化学与地球科学学院）
本研究利用机器学习相互原子势模拟高温下金属有机框架分解形成非晶催化剂的过程，揭示了催化剂结构演变与性能的关系，为催化材料设计提供指导。
2026-01-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Multimodal Transformer for Sample-Aware Prediction of Metal-Organic Framework Properties
Department of Chemical and Biomolecular Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology（化学与生物分子工程系，韩国科学技术院）；Department of Materials Science and Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology（材料科学与工程系，韩国科学技术院）
本文提出EXIT模型，结合MOFid与X射线衍射数据，通过预训练和微调提升对MOF表面面积和孔体积的预测性能，强调实验表征在多孔材料信息学中的价值。
2026-04-21 cond-mat.mtrl-sci cs.AI
Viewpoint: Opportunities and challenges of two-dimensional magnetic van der Waals materials: magnetic graphene?
在过去的十年里，人们对二维范德华材料的兴趣大大增加，而其中一类特殊的材料：磁性范德华系统却明显缺乏。在这篇文章中，我们指出了这一点，并说明了我们如何能够从探索这些迄今被忽视的材料中受益。
2016-04-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Naturally occurring van der Waals materials
两种天然存在的范德瓦尔斯矿物--石墨和镁橄榄石的剥离引起了科学界前所未有的兴趣，并形成了一个全新的研究领域：二维材料研究。几年后，可以剥离以分离2D材料的范德华材料家族不断增长，但其中大多数是合成的。有趣的是，在自然界中可以发现大量天然存在的范德瓦尔斯矿物，它们具有广泛的化学成分和晶体结构，其性质迄今为止大多未被探索。该观点旨在概述不同的范德瓦尔斯矿物家族，以促进其在2D极限中的探索。
2020-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Imaging Gate-Tunable Single-Layer Molecular Kagome Lattices
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Columbia University（哥伦比亚大学）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；Kavli Energy NanoSciences Institute at the University of California Berkeley and the Lawrence Berkeley National Laboratory（加州大学伯克利分校与劳伦斯伯克利国家实验室卡弗里纳米科学能源研究所）；National Institute for Materials Science（物质材料研究机构）；Yale University（耶鲁大学）；Princeton University（普林斯顿大学）
该研究通过金属盐分子束外延在范德华衬底上生长单层Ni₃(HITP)₂ MOF，利用低温扫描隧道谱观测到Kagome相关光谱特征，实现了对二维Kagome电子晶格的静电调控，为相关量子器件研发提供了基础。
2026-10-14 cond-mat.mtrl-sci
Noncollinear topological textures in two-dimensional van der Waals materials: From magnetic to polar systems
近年来，非共线拓扑纹理因其重要的基础研究价值和潜在的应用前景而受到越来越多的关注。最近在磁性和极性二维范德瓦尔斯材料中发现的内禀有序为研究非共线拓扑织构提供了一个新的理想平台。本文综述了近年来二维范德华材料中非共线拓扑织构的理论和实验研究进展。在这些年里，在一些二维范德华材料和相关的异质结构中，实验观察到了布洛赫和内尔类型的磁skyrmion。与此同时，人们对二维范德华材料中不同的非共线拓扑结构，如skyrmions、bimerons、antibiskyrmions和skyrmionium等，基于不同机制的理论预言也有了更多的报道，但这些预言仍有待于实验证实。此外，在二维范德瓦尔斯材料中，还预测了非共线拓扑电偶极序。由于二维范德华材料固有的二维性质和高度的可积性，它将在磁性和极性系统的非共线拓扑织构研究中发挥重要作用。
2021-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
A general forcefield for accurate phonon properties of metal-organic frameworks
我们报告的力场的发展能够再现准确的晶格动力学的金属有机框架。声子谱，热力学和机械性能，如自由能，热容和体积模量，计算使用准谐波近似占非谐行为由于热膨胀。与密度泛函理论计算的Gr $\mathrm{\ddot{u}}$奈森参数、体积模量和热膨胀等属性的比较支持了推导出的力场模型的准确性。材料性质也报告在一个完整的分析晶格动力学的初始子集的结构，包括：M0 F-5，IRM 0 F-10，Ui 0 - 66，Ui 0 -67，N 0 TT-300，MIL-125，M0 F-74和M0 F-650。
2016-07-25 cond-mat.mtrl-sci
van der Waals interactions between graphitic nanowiggles
用耦合偶极子方法计算了两个平行的石墨微球之间的范德华相互作用。通过考虑离散的原子结构，CDM是明确确定这种相互作用的有效和准确的方法。我们的研究结果表明，范德华力从吸引力到排斥力变化的纳米带沿其长度相对于彼此移动。该特征导致系统在运动过程中的多个稳定和不稳定位置。这些位置可以通过改变GNW的长度来调整。此外，热效应对范德华相互作用的影响也进行了广泛的研究。本文的工作为今后的理论和实验研究提供了有益的指导。
2013-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Stability and Hydrolyzation of Metal Organic Frameworks with Paddle-Wheel SBUs upon Hydration
大多数原型金属有机框架（MOFs）在水分存在下的不稳定性一直是工业规模发展的限制。在这项工作中，我们研究了微孔桨轮框架M（bdc）（ted）0.5 [M=Cu，Zn，Ni，Co; bdc= 1，4-benzenedicarboxylate; ted= triethylenediamine]在受控湿度环境中的解离机制。结合原位红外光谱，拉曼光谱和粉末X-射线衍射测量表明，在暴露于水蒸气后，同构M（BDC）（TED）0.5化合物的稳定性和改性严重依赖于中心金属离子。在Cu（bdc）（ted）0.5的情况下观察到水分子与Cu-O-C的水解反应。ted连接体被水分子的置换反应用Zn（bdc）（ted）0.5和Co（bdc）（ted）0.5鉴定。相比之下，。Ni（bdc）（ted）0.5比其它三种化合物更不易与水蒸气反应。此外，水蒸气冷凝到骨架中是引发解离反应所必需的。这些发现得到了第一性原理理论范德华密度泛函（vdW-DF）计算的支持，为确定具有桨轮二级结构单元的这类MOFs的操作条件提供了必要的信息，并为开发更稳健的单元提供了指导。
2012-09-12 cond-mat.mtrl-sci
Tunable mechanical properties of the graphene/MoS2 tubal van der Waals heterostructure
我们提出了一种管状的范德华异质结构，通过卷起的石墨烯和二硫化钼原子层成管状的形式。我们说明，层间空间的管状范德华异质结构可以在一个特定的范围内变化，这是由层间范德华力和原子层的机械性能之间的竞争。可以利用层间空间的可变性来有效地调节管状范德华异质结构的机械性能。更具体地说，我们证明了管范德华异质结构的泊松比可以通过改变层间距从1.44到4.44的两个因素来操纵。我们的工作促进了一个新的成员与可调泊松比的范德华异质结构家庭。
2018-04-28 cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast exciton transport in van der Waals heterostructures
本文针对范德华异质结中激子的超快非扩散传播现象，提出了一种基于波导模式形成及其辐射传输的替代激子传输模型。
2024-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Asymptotics of the dispersion interaction: analytic benchmarks for van der Waals energy functionals
我们表明，通常的总和$R^{-6}$的贡献，从元素分开的距离$R$可以给\emph{qualitatively}错误的结果，电磁非延迟范德华相互作用之间的非重叠机构。这发生在具有零电子能隙的各向异性纳米结构，例如纳米线、导电纳米管和包括金属和石墨烯平面的纳米层状系统。在所有这些情况下，我们的分析微观计算给出了一个相互作用，其分离力与常规值不同。我们讨论范德瓦尔斯能量泛函的影响。新的纳米管相互作用可能是直接测量亚微米的分离。
2006-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Van der Waals density functional: Self-consistent potential and the nature of the van der Waals bond
我们导出了对应于非定域范德华密度泛函的交换关联势[M。迪翁，H。Rydberg，E. Schroder，D. C. Langreth，和B. I. Lundqvist，《物理评论快报》92，246401（2004）]。我们使用这种潜在的自洽计算的基态属性的一些范德华络合物以及晶体硅。对于后者，很少或没有范德华相互作用的预期，我们发现，结果主要是由半局部交换和相关性在标准的广义梯度近似（GGA），与完全非局部项几乎没有影响。另一方面，我们的研究结果表明，范德瓦尔斯复合物的自洽在平衡分离的影响不大。这一发现验证了以前的计算与相同的功能，治疗完全非本地项作为一个后GGA扰动。我们的结果与波函数计算的比较表明，我们的方法的实用性。交换相关势也使我们能够计算赫尔曼-费曼力，从而提供了有效的几何弛豫方法，并释放了依赖于自洽电荷分布的其他标准技术的潜在用途。范德瓦尔斯键的性质进行了讨论的自洽键电荷。
2007-03-16 cond-mat.mtrl-sci
LitMOF: An LLM Multi-Agent for Literature-Validated Metal-Organic Frameworks Database Correction and Expansion
Korea Advanced Institute of Science and Technology（韩国科学技术院）
提出LitMOF框架，利用大语言模型多智能体从原始文献验证并修复MOF数据库中的结构错误，成功修复9227个无效条目并发现8771个新MOF，通过直接空气捕获案例证明结构错误严重影响材料筛选可靠性。
2026-06-29 cond-mat.mtrl-sci cs.DB
Magnetization Switching in van der Waals Systems by Spin-Orbit Torque
本文综述范德华材料产生的自旋电流诱导磁化翻转的研究进展，涵盖SOT与范德华材料基础及其在低功耗磁存储和逻辑中的应用。
2023-04-25 cond-mat.mtrl-sci
Experimentally Measured Field Effect Mobilities for Few Layer van der Waals Materials
2015年期间对二维材料MoS2、MoSe2、MoTe2、WS2、WSe2和黑磷的实验测量迁移率值进行了文献调查。
2018-10-17 cond-mat.mtrl-sci
High-spin orbital interactions across van der Waals gaps controlling the interlayer ferromagnetism in van der Waals ferromagnets
我们研究了什么样的相互作用控制范德华铁磁体（如Fe 3-xGeTe 2，Cr2 Ge 2 Te 6，CrI 3和VI 3）中层间耦合的符号和强度，发现范德华能隙中的高自旋轨道相互作用是理解其铁磁性的关键。Fe_（3-x）GeTe_2Cr_2Ge_2 Te_6和Cr_I_3的层间铁磁耦合是由高自旋双轨道双电子不稳定性控制的，而VI_3的层间铁磁耦合是由高自旋四轨道双电子不稳定性控制的。这些相互作用解释了范德瓦尔斯铁磁体中许多看似令人困惑的观测结果。
2022-09-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Epitaxy of new layered materials: 2D chalcogenides and challenges of weak van der Waals interactions
新材料在纳米技术中的应用开辟了新的前景，并实现了突破性的创新。二维范德瓦尔斯材料，更具体地说，二维硫属化物是一类有前途的新材料，等待它们在半导体工业中的使用。然而，依赖于行业兼容制造工艺的范德华材料的集成仍然是一个重大挑战。目前，这些新材料的应用仅限于研究实验室环境。范德瓦尔斯材料的大面积和单晶生长是满足半导体工业所隐含的挑战性需求的最重要要求之一。这篇综述有助于更广泛地了解范德华材料的集成-更具体的二维硫属化物-通过外延生长过程。这可以进一步追求（准）范德华同质和异质结构的大面积、单晶和无缺陷外延集成到半导体工业的伟大世界中的愿望。
2020-10-09 cond-mat.mtrl-sci
Bending-Induced Delamination of van der Waals Solids
尽管层状范德华固体片为定制设计纳米材料性能提供了很大的机会，但其弱的层间粘附力对机械变形的结构稳定性提出了挑战。在这里，弯曲引起的分层的多层片材的分子动力学模拟，使用石墨烯作为原型范德华固体。模拟显示，当石墨烯片的曲率半径大致减小到低于$R_c=5.3\text{nm}\times (\text{number of layers})^{3/2}$时，发生石墨烯片的分层，并且通常三分之一的层分层。这些明确的结果解释了一个通用的和透明的模型，一个有用的未来的参考指导纳米结构的范德华固体的设计。
2013-09-04 cond-mat.mtrl-sci
Incoherent phonon transport dominates heat conduction across van der Waals superlattices
超晶格中的热传导机制在不同类型的界面上可能是不同的。范德华超晶格是通过设计通过弱范德华相互作用物理组装的结构，并且可以拥有超出晶格匹配和加工兼容性的传统限制的特性，提供新型界面。在这项工作中，自然范德华（SnS）1.17（NbS2）n超晶格的合成，并测量其热导率作为界面密度的函数的时域热反射。结果表明，当声子相干长度大于超晶格周期时，（SnS）1.17（NbS2）n超晶格的热传导主要由界面散射主导，这表明即使在周期原子级薄且突变的情况下，非相干声子输运也主导范德华超晶格中的跨平面热传导。此外，我们的研究结果表明，广泛接受的传统超晶格的热传导机制，相干声子占主导地位时，周期短，是不适用的，由于对称性破缺在大多数范德瓦尔斯超晶格。我们的研究结果为理解范德华超晶格的热行为提供了新的见解，并根据不同类型的界面设计了有效的超晶格热管理方法。
2022-02-12 cond-mat.mtrl-sci
Is adhesion superficial? Silicon wafers as a model system to study van der Waals interactions
粘附是各个领域研究人员的关键问题，因此了解所涉及的参数至关重要。通常，仅采用表面参数来确定材料之间的粘附力。然而，范德华力不仅作用在表面附近的原子之间，而且作用在大块材料中的原子之间。在这篇综述中，我们描述了范德华相互作用的原理，并概述了实验和理论研究调查的表面下的材料对粘附力的影响。此外，我们提出了一个收集的数据表明，与原生氧化层的硅晶片是一个很好的模型基板研究范德华相互作用与涂层材料。
2012-02-28 cond-mat.mtrl-sci
Comparison of the DFT and field approaches to Van der Waals interactions in planparallel geometry
我们建立了一个一般的等效范德华相互作用能内的非本地范德华泛函的密度泛函理论的形式主义和内的形式主义的领域的方法的基础上的长期决定因素的电磁场模式。然后，我们明确地比较了这两种方法的情况下，一个planparallel几何形状与连续变化的介电响应函数，并表明它们各自的数值实现是不等价的。这使我们能够讨论这两种方法的优点和任何一种方法在一个简单的模型计算的可能优势。
2006-12-04 cond-mat.mtrl-sci
Implementation of van der Waals Density Functional Approach to the Spin-Polarized System: Interaction Potential between Oxygen Molecules
我们提出了一个实用的方法，自旋极化系统内的范德华密度泛函（vdw-DF）。该方法适用于气相氧分子和平行（H型）对氧分子。发现vdW-DF提高了平衡距离和结合能。特别是，一种类型的vdW-DF可以合理地描述这样的系统。范德华相互作用已被证实具有与磁相互作用相当的能量，但出现的距离比后者长。
2013-10-08 cond-mat.mtrl-sci
Atomic bonding and electrical characteristics of two-dimensional graphene/boron nitride van der Waals heterostuctures with manufactured defects via binding energy and bond-charge model
采用结合能-键-电荷模型研究了二维石墨烯/BN范德华异质结构的原子成键和电学性质。我们通过制造缺陷来操纵它的原子键合和电学性质。我们发现该过程产生了具有平带的能带结构，即，在费米能级上没有色散的水平能带结构。因此，我们的研究是有意义的，因为这是第一次报告，这种平面带的缺陷石墨烯/BN范德华异质结构。
2021-12-21 cond-mat.mtrl-sci
Van der Waals Coefficients of Atoms and Molecules from a Simple Approximation for the Polarizability
提出了一种简单有效的计算方法，利用密度泛函理论计算了近似的频率依赖极化率，从而得到了近似的范德华系数。从独立电子动能泛函的Tvas-Fermi-vonWeizsäcker（TFvW）近似出发，计算了原子和分子的动力学偶极极化率.因此计算了一些闭壳层离子和一些分子的范德华系数，并与完全第一性原理计算得到的值进行了比较。在这些测试案例中的成功显示了潜在的建议TFvW近似响应函数在捕捉远程相关性的本质，并可能提供有用的信息，用于构建一个功能，自然包括范德华相互作用。
2009-02-05 cond-mat.mtrl-sci
High Photovoltaic Quantum Efficiency in Ultrathin van der Waals Heterostructures
我们报告了对具有超过50%的外量子效率的双（< 15 nm）范德华异质结构的实验测量，并且表明这些结构可以实现> 90%的实验吸收。通过耦合电磁模拟和实验测量，我们表明，pn WSe 2/MoS 2异质结垂直载流子收集可以有超过70%的内部光生载流子收集效率。
2017-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Are Magnons just the van der Waals interaction in Disguise?
该研究扩展了范德瓦尔斯相互作用的MBD模型以包含磁性，重现海森堡哈密顿量，并证明磁振子与电荷偶极波同源于多体电子密度涨落。
2024-03-13 cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectrics and Photovoltaics in Endohedral Fullerenes-based van der Waals Heterostructures
采用密度泛函理论计算方法，研究了系列偏压可控内嵌富勒烯（TM@C28，TM= Ti-Ni）的铁电、电学和光学性质.重要的发现是，Cr@C28具有大的电偶极矩和适当的带隙（~1.2eV）作为铁电光伏材料的构建块。通过将Cr@C28分子夹在两个范德华层之间，例如，在石墨烯或过渡金属二硫属化物的情况下，异质结构可以具有具有高可调谐性和性能的奇异铁电和光伏性质。
2022-01-10 cond-mat.mtrl-sci
Van der Waals interactions in DFT made easy by Wannier functions
原子和分子之间普遍存在的范德华相互作用对于许多分子和固体结构是重要的。这些系统通常使用密度泛函理论（DFT）从第一原理进行研究。然而，通常使用的DFT泛函不能捕捉范德瓦尔斯效应的本质。已经提出了许多尝试来纠正这个问题，这是不完全令人满意的，因为它们要么是非常复杂和计算昂贵的或有一个基本的半经验的字符。我们在这里描述了一种新的方法，基于使用的最大局部化的Wannier函数，这似乎是有前途的，是简单的，高效的，准确的，和可转移的（电荷极化效应自然包括在内）。测试应用的结果。
2007-08-31 cond-mat.mtrl-sci
