First-principles study of the dipole layer formation at metal-organic interfaces
We study the dipole layer formed at metal-organic interfaces by means of first-principles calculations . Interface dipoles are monitored by calculating the work function change of Au, Ag, Al, Mg and Ca surfaces upon adsorption of a monolayer of PTCDA (3,4,9,10-perylene-tetra-carboxylic-di-anhydride), perylene or benzene molecules. Adsorption of PTCDA leads to pinning of the work function for a range of metal substrates. It gives interface dipoles that compensate for the difference in the clean metal work functions, leading to a nearly constant work function. In contrast, adsorption of benzene …
2009-08-31 cond-mat.mtrl-sci
Influence of interface dipole layers on the performance of graphene field effect transistors
石墨烯在费米能级附近的能带的线性能带色散产生了其独特的电子性质，例如巨大的载流子迁移率，这引发了对石墨烯场效应晶体管（GFET）等应用的广泛研究。然而，GFET通常表现出比预期的器件性能差得多的器件性能。这归因于石墨烯的电子性质对周围界面的强烈依赖性。在这里，我们研究了石墨烯通道和SiO $_{2}$之间的界面，并通过光电子能谱显微镜实现在界面处的能带排列的过程的详细测定。我们的研究结果表明，石墨烯的电子性质调制的亲水性SiO $_{2}$表面，但不是由疏水性的。通过结合光电子能谱与GFET传输特性表征，我们表明，在界面上的电偶极子，这反映了SiO $_{2}$表面电化学的存在下，确定GFET器件的性能。作为极性的函数的电阻对栅极电压的滞后归因于栅极电压对偶极层的反转。这些数据为GFET器件的优化铺平了道路。
2019-07-07 cond-mat.mtrl-sci
Interface Dipole : Effects on Threshold Voltage and Mobility for both Amorphous and Poly-crystalline Organic Field Effect Transistors
详细比较了偶极分子自组装单层膜（SAM）对非晶和多晶有机半导体有机场效应晶体管（OFET）阈值电压和载流子迁移率的影响。我们表明，在SAM的阈值电压和偶极诱导的电荷之间的相同的关系持有时，这两种类型的设备被制造在严格相同的基底基板。载流子迁移率对于非晶OFET几乎是恒定的，不受SAM中偶极子的影响，而对于多晶OFET（并五苯），载流子迁移率的大的变化与有机膜结构（主要是晶粒尺寸）的变化有关。
2014-02-04 cond-mat.mtrl-sci
$^1$H-NMR Dipole-Dipole Relaxation in Fluids: Relaxation of Individual $^1$H-$^1$H Pairs versus Relaxation of Molecular Modes
分子流体的分子内$^1$ H-NMR偶极-偶极弛豫传统上在NMR分子内弛豫的Bloembergen-Purcell-Pound（BPP）理论内解释。BPP理论利用德拜的理论来描述$^1$ H- $^1$ H对的旋转扩散，并预测不同自旋对之间的$^1$ H- $^1$ H偶极-偶极自相关函数的单指数衰减。使用分子动力学（MD）模拟，我们表明，对于这两个$n$ -庚烷和水，这是不是这种情况。特别地，单个$^1$ H- $^1$ H分子内对的自相关函数本身表现出丰富的拉伸指数行为，这意味着旋转相关时间的分布。然而，对于高对称性分子新戊烷，单个$^1$ H- $^1$ H分子内对确实符合BPP描述，表明分子对称性在帮助与BPP模型一致方面的重要作用。$n$ -庚烷、水和新戊烷的分子间自相关函数也不允许单个$^1$ H- $^1$ H分子间对在不同的初始分离下的单指数行为。我们建议将自关联函数按分子模式展开，其中分子模式确实具有指数弛豫行为。小心，由此产生的第一类Fredholm积分方程可以反演，以恢复分子模式的概率分布。这种方法的优点和局限性。
2020-09-13 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
MIM-Diode-Like Rectification in Lateral 1T/1H/1T-MoS$_2$ Homojunctions via Interfacial Dipole Engineering
本文通过第一性原理计算证明非对称1T/1H界面电荷转移形成的界面偶极子使横向1T/1H/1T-MoS$_2$同质结产生类MIM二极管整流，确立了单材料二维平面内整流平台及界面偶极子工程通用策略。
2025-09-22 cond-mat.mtrl-sci
Hybrid density functional theory study on zinc blende GaN and diamond surfaces and interfaces: Effects of size, hydrogen passivation and dipole corrections
基于GAN的高电子迁移率晶体管在许多器件应用中显示出希望，这使得需要体、表面和界面电子特性的精确模型。我们在这里详细的混合密度泛函理论研究锌掺杂（zb）GAN和金刚石的体和表面性质，以及zb GAN在金刚石界面上使用平板超晶胞模型。提供的细节上的依赖性的电子特性相对于超晶胞尺寸，使用伪氢钝化底部GAN层，和偶极子校正。金刚石的大体积模量提供了GAN生长的模板结构，其中通过包含阳离子Ga吸附层来解释大的晶格失配。查看GAN的I型和II型表面和界面，示出了没有吸附层的zb GAN（II型）的不稳定性，其中增加的尺寸、伪氢钝化和偶极校正没有去除II型GAN中顶层和底层之间的伪相互作用。层依赖的态密度，局部电势差和电荷密度差表明，I型界面（与Ga吸附层）是稳定的，粘附能为0.704 eV/m2（4.346 J/m2）;有趣的是，金刚石电荷密度插入到GAN的第一层中，这是在金刚石上生长的纤锌矿GAN的实验中看到的。II型界面是不稳定的，这意味着，要形成一个稳定的，薄膜zb GAN和金刚石之间的接口，三甲基镓的分压必须加以控制，以确保Ga层存在于金刚石顶部的GAN薄膜的顶层和底层。我们相信，我们的研究结果可以揭示更好地了解GAN/金刚石多面界面存在于金刚石样品上的GAN过生长。
2021-10-18 cond-mat.mtrl-sci
Interface Dipole and Band Bending in Hybrid p-n Heterojunction MoS2/GaN(0001)
基于块状GAN和二维（2D）材料的混合异质结构为具有工程特征的纳米电子器件提供了新的途径。在这里，我们研究了混合维异质结构的电子特性的本征n掺杂的二硫化钼薄片转移到p掺杂的GAN（0001）层。利用角分辨光电子能谱（ARPES）和高分辨X射线光电子能谱（HR-XPS）研究了MoS 2/GAN异质结构中层间相互作用引起的电子结构变化。特别是，观察到的价带相对于费米能级的位移的MoS 2/GAN异质结构，这是从二维单层的MoS 2到GAN的电荷转移的签名。ARPES和HR-XPS揭示了一个界面偶极子与局部电荷转移从GAN层的二硫化钼单层。MoS 2和GAN之间的价带和导带偏移被确定为分别为0.77和-0.51 eV。基于测得的功函数和能带弯曲，我们建立了GAN和MoS 2之间的0.2 eV的界面偶极子的形成。
2018-06-08 cond-mat.mtrl-sci
Interface dipoles of organic molecules on Ag(111) in hybrid density-functional theory
用密度泛函理论研究了3，4，9，10-二萘嵌苯四甲酸二酐（PTCDA），2，3，5，6-四氟-7，7，8，8-四氰基对二甲烷醌（F4 TCNQ）和4，5，9，10-芘四酮（PYTON）在Ag（111）表面的吸附行为.对于HSE（α，ω）族的两组交换相关泛函（ω= 0和ω= 0.2 π），我们研究了孤立组分以及组合体系作为精确交换量（α）的函数。我们发现，混合泛函有利于电子转移到吸附质。通过与实验功函数数据的比较，我们报道了（α）ca. 0.25一个显着的，但小的改进（半）本地泛函的接口偶极子。虽然Kohn-Sham本征值只是电离能的近似表示，顺便说一句，在这个值下，态密度也与光电子谱很好地吻合。然而，将（α）增加到最低未占分子轨道能量与气相中实验电子亲合势相匹配的值时，界面偶极和态密度都变小了。我们的研究结果意味着，半本地DFT计算可能往往是足够的共轭有机分子在金属表面上，计算要求更高的混合泛函只产生很小的改进。
2013-10-08 cond-mat.mtrl-sci
Chemical Migration and Dipole Formation at van der Waals Interfaces between Magnetic Transition Metal Chalcogenides and Topological Insulators
金属和磁性覆盖层通过邻近效应而且通过改变Bi $_2$ Se $_3$子表面的组成和化学结构来改变拓扑绝缘体（TI）硒化铋（Bi $_2$ Se $_3$）的表面。采用X射线光电子能谱学（XPS）研究了Bi $_2$ Se $_3$和Mn金属或硒化锰之间的界面，揭示了界面处的化学和电子变化。在没有外部Se源的情况下，在Bi $_2$ Se $_3$上沉积Mn金属显示出由于Mn-Se键合而在Mn层内的意外键合，因为Se从Bi $_2$ Se $_3$层扩散到生长的Mn膜中。Se向外扩散进一步通过Bi $_2$ Se $_3$层内Bi核心能级的变化来证明，这表明主要是Bi-Bi键合超过Bi-Se键合。当过量的Se与Mn一起供应时，没有发生Se的外扩散，这表明为沉积的金属提供足够的硫族元素原子的重要性。然而，Bi $_2$ Se $_3$核心水平光电子表现出刚性化学位移朝向更高的结合能后，沉积单层的MnSe $_{2-x}$，表明在覆盖层内的偶极子。化学计量计算表明，单层形成MnSe优先于过渡金属二硫属化物（TMD）相MnSe $_2$，提供了一致的图片的偶极子形成中，一个平面的Se阴离子位于Mn阳离子。这项研究表明，化学扩散和偶极子的形成是很重要的Mn-Bi $_2$ Se $_3$和MnSe $_{2-x}$ -Bi $_2$ Se $_3$和TMD/TI接口更普遍应仔细考虑。
2020-04-13 cond-mat.mtrl-sci
Unified interface dipole theory for Fermi level pinning effect at metal-semiconductor contacts
State Key Laboratory of Semiconductor Physics and Chip Technologies, Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences（中国科学院半导体研究所半导体物理与芯片技术国家重点实验室）；Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学物质科学与光电技术研究中心）
本文提出统一的界面偶极子理论，解释金属-半导体接触处费米能级钉扎效应的微观机制，并提供工程界面和调节肖特基势垒的指导。
2025-11-26 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Dipole Formation at Interfaces of Alkanethiolate Self-assembled Monolayers and Ag(111)
用密度泛函理论研究了以-CH $_3$和-CF $_3$为端基的短链硫醇盐在Ag（111）表面自组装单分子膜中界面偶极子的形成.界面偶极子的特征在于通过监测的SAM吸附后的表面功函数的变化。我们比较了具有不同分子堆积密度的结构中SAM的结果，即{ $(\sqrt{7}\times\sqrt{7}) R19.1^{\circ}$ }、{ $(\sqrt{3}\times\sqrt{3}) R30^{\circ}$ }和{p（2 $\times$ 2）}。烷硫醇自组装膜的功函数对银的堆积密度的依赖性较弱，而氟化烷硫醇自组装膜的功函数对银的堆积密度的依赖性较强。结果进行了分析，在两个几乎独立的贡献接口偶极子。这些分别源自分子偶极子和金属表面与分子之间的电荷转移。电荷转移是由银-硫键决定的，与分子的电负性无关。
2007-05-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Controlling transistor threshold voltages using molecular dipoles
我们开发了一个理论模型，有机分子如何可以控制电子和传输特性的底层晶体管沟道的表面，他们是化学键合。这种影响是由于分子头基引起的长程偶极静电以及分子骨架和重构半导体表面原子之间平衡能带排列引起的短程电荷转移和界面偶极静电的综合作用。
2008-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Termination Control of the Interface Dipole in La$_{0.7}$Sr$_{0.3}$MnO$_3$/Nb:SrTiO$_3$ (001) Schottky Junctions
为了研究钙钛矿能带排列的界面终止依赖性，我们研究了La $_{0.7}$ Sr $_{0.3}$ MnO $_3$ /Nb：SrTiO $_3$（001）异质界面的肖特基势垒高度。随着Nb：SrTiO $_3$半导体通过可变地插入SrMnO $_3$层而从TiO $_2$终止变化到SrO终止，观察到肖特基势垒高度的大的系统性增加。这可以归因于界面偶极子的演化诱导屏蔽极性不连续的界面，这给了一个大的内部自由度的调谐带图的氧化物。
2008-10-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Energy level alignment at Alq3/La0.7Sr0.3MnO3 interface for organic spintronic devices
用光电子能谱学研究了三（8-羟基喹啉）铝（Alq 3）与La 0. 7Sr 0. 3 MnO 3锰氧化物（LSMO）界面的电子结构.正如最近证明的那样，该界面的特征在于有机自旋电子器件中的高效自旋注入。我们检测到一个强的界面偶极子约0.9 eV的整个能量图的Alq 3相对于真空水平下移。这将空穴注入的势垒高度修改为1.7 eV，表明由于能级与真空能级匹配，从LSMO到Alq 3中的空穴注入比预期的更困难。我们认为，界面偶极子是由于固有的偶极矩特性的Alq 3层。一个额外的弱相互作用之间观察到的两种材料影响的N 1 s的核心水平的有机半导体。所提供的数据是最重要的定性和定量描述的有机自旋阀。
2007-02-14 cond-mat.mtrl-sci
Early steps in the formation of the interface between organic molecular semiconductors and metals: a computational approach
提出了一种计算方法，用于预测模拟金属和有机分子半导体之间界面形成的早期步骤中的纳米级形态。尽管金属-分子结对于电子应用的发展具有相关性，但界面处的结构细节通常难以评估。我们的方法，基于集成的密度泛函理论与生长动力学的模拟方法，允许解开的金聚集体形成到分子材料的结构细节。模拟应用于调查的初始步骤中形成的金团簇的界面处与原型的p型和n型有机分子半导体。结果表明，金属-有机界面的形态，分子结构的细节和特殊的金属-分子相互作用之间的显着相关性，也突出了制造条件的作用。
2020-01-21 cond-mat.mtrl-sci
Tuning band alignment at a semiconductor-crystalline oxide heterojunction via electrostatic modulation of the interfacial dipole
我们证明了与整个SrTiO 3/Si异质结的键合相关联的界面偶极子可以通过空间电荷进行调谐，从而使能带排列通过掺杂而改变。Si中的氧杂质作为施主，通过将电子穿过界面转移到SrTiO 3中来产生空间电荷。空间电荷感应出一个电场，改变了界面偶极子，从而将能带排列从II型调整到III型。转移的电荷，导致内置电场，并在带排列的变化表现在电输运和硬X射线光电子能谱学测量。从头算模型揭示了偏振和带偏移之间的相互作用。我们发现，带偏移可以通过调制跨界面的空间电荷的密度进行调谐。功能化的界面偶极子，使静电改变能带排列开辟了新的途径，实现半导体异质结的新行为。
2021-05-27 cond-mat.mtrl-sci
Superradiation from Crystals of High-Spin Molecular Nanomagnets
提出了高自旋分子晶体超辐射的唯象理论。我们发现，辐射摩擦可以导致超辐射脉冲和调查的磁各向异性，外部磁场和偶极-偶极相互作用的作用。根据这些因素在低温下的贡献，描述了晶体样品的几种磁化状态。预测了某些参数下磁化方向的快速切换。
2003-04-18 cond-mat.mtrl-sci
Dipole-quadrupole interactions and the nature of phase III of compressed hydrogen
利用恒压从头计算分子动力学和密度泛函微扰计算方法，对压缩态H2的第三相进行了研究，发现了一类新的强红外活性结构.这些是作为低压四极相的畸变而获得的平面四极结构，在它们由于带边界软声子而在约150 GPa下变得不稳定之后。II-III过渡的性质和IR活性的起源是合理的，通过简单的静电学，作为一个稳定的偶极-四极相互作用的开始。
1999-09-27 cond-mat.mtrl-sci
The Vacancy Effect on Thermal Interface Resistance between Aluminum and Silicon by Molecular Dynamics
跨界面的热输运是微电子学、光子学和热电器件的重要问题，并且在过去已经在实验和理论上进行了研究。采用非平衡分子动力学（NEMD）方法计算了含纳米级空位的铝硅界面热阻（1/G）。计算中考虑了声子-声子耦合和电子-声子耦合。结果表明，空位的存在大大增加了界面热阻。研究和比较了空位的大小和类型的影响。不同类型/尺寸空位的结构，其性能有明显的差异。
2015-01-27 cond-mat.mtrl-sci
A molecular perspective of water at metal interfaces
水/固体界面与广泛的物理化学现象和工艺过程有关，例如腐蚀、润滑、多相催化和电化学。虽然许多领域的水在界面的基础知识的快速进展作出了贡献，详细的水/固体界面的分子水平的理解主要来自于平坦的金属基板上的研究。这些研究最近表明，在水和看似简单的平面之间的界面上形成了非常丰富的结构。在这篇评论中，我们讨论了这一领域最令人兴奋的工作，特别是关于水如何与金属表面结合的新兴物理见解和一般概念。我们还提供了一个视角，突出的问题，挑战和开放的问题。
2013-01-30 cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast fluorescent decay induced by metal-mediated dipole-dipole interaction in two-dimensional molecular aggregates
二维分子聚集体（2DMA）是一种由相互作用强烈的偶极分子在有序晶格上近距离自组装而成的薄片，是一种极具吸引力的荧光材料。它与以往研究中的单一或胶体染料分子或量子点有着明显的不同。在本文中，我们第一次验证，当一个2DMA被放置在一个纳米距离从金属基板，强大的和相干的相互作用的偶极子内的2DMA主导其荧光衰减在皮秒的时间尺度。我们的条纹相机寿命测量和相互作用的晶格偶极计算表明，金属介导的偶极-偶极相互作用缩短了荧光寿命的一半左右，并增加了能量耗散率比预期的非相互作用的单偶极图片的10倍。这一发现丰富了我们对分子激子体系中纳米尺度能量传递的理解，并为快速高效的光电子器件的发展指明了新的方向。
2016-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.atm-clus
Thermal Interface Conductance between Aluminum and Silicon by Molecular Dynamics Simulations
采用非平衡分子动力学方法模拟了Al/Si界面热导。在模拟中，电子和声子之间的耦合被认为是通过使用一个随机力。结果表明，界面热导的尺寸依赖性和电子-声子耦合的界面热导的影响。为了理解界面阻力的机理，计算了振动功率谱。我们发现，界面附近的原子能级无序是界面声子输运的一个重要方面，它导致界面附近的声子态的修改。在那里，界面附近的振动光谱与体相有很大的不同。振动光谱的这种变化影响了AMM和DMM理论预测的结果，并表明新的物理涉及声子跨界面输运。保留字：
2014-01-22 cond-mat.mtrl-sci
Edge Direction-invariant Graph Neural Networks for Molecular Dipole Moments Prediction
Seoul National University（首尔国立大学）
偶极矩是指示分子极性的物理量，并且通过反映组成原子的电性质和分子的几何性质来确定。在传统的图神经网络方法中，用于表示图表示的大多数嵌入将分子视为拓扑图，这对识别几何信息的目标造成了重大障碍。与现有的嵌入处理等方差，已被提出来妥善处理分子的三维结构不同，我们提出的嵌入直接表达了偶极矩的局部贡献的物理含义。我们表明，开发的模型合理的工作，甚至分子与扩展的几何形状，并捕获更多的原子间相互作用的信息，显着提高预测结果的准确性相比，从头计算。
2022-06-26 cond-mat.mtrl-sci cs.LG
Molecular electrostatic potentials from machine learning models for dipole and quadrupole predictions
Uppsala University（乌普萨拉大学）；KTH Royal Institute of Technology（皇家理工学院）
本文通过机器学习模型结合四极矩预测分子静电势，证明四极矩对提高模型性能的关键作用。
2026-01-15 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Enhancing the Open-Circuit Voltage of Perovskite Solar Cells by Embedding Molecular Dipoles within their Hole-Blocking Layer
通过故意引入偶极子来控制设备的内置电势来设计钙钛矿光伏设备的能量学，提供了在不需要修改活性层本身的情况下增强其性能的机会。在这项工作中，我们演示了如何将分子偶极子纳入浴铜灵（BCP）的空穴阻挡层的倒置钙钛矿太阳能电池提高了设备的开路电压（VOC），因此，它的性能。我们探索了一系列的四个thiaazulenic衍生物，表现出增加的偶极矩，并证明这些分子可以被引入到溶液处理的BCP层，以有效地增加内置的设备内的潜力，而不改变任何其他设备层。因此，器件的VOC提高了高达130 mV，更大的偶极子导致更高的VOC。为了研究这种方法的局限性，我们采用数值器件模拟，证明本工作中使用的最高偶极导数消除了器件内置电位对VOC的所有限制。
2020-07-29 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Macro-Dipole-Constrainted Learning of Atomic Charges for Accurate Electrostatic Potentials at Electrochemical Interfaces
Max Planck Institute for Sustainable Materials（马克斯·普朗克可持续材料研究所）
本文提出SMILE-CP方法，通过宏观偶极子约束学习原子电荷，解决从ab initio分子动力学中提取可靠界面电荷分布的挑战，方法计算高效且数据高效。
2025-10-01 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Bond Dipole based Geometric Theory of Band Alignment
本研究提出了一种基于键偶极子的能带对齐几何理论，通过Wigner-Seitz原子划分电荷，证明各向同性材料的能带对齐仅由几何因子决定，且在29个界面中与第一性原理结果高度吻合（偏差<30 meV）。
2024-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dipole-moment induced capacitance in nanoscale molecular junctions
纳米级分子结是著名的纳米电子器件，用于模仿几种电子功能，包括整流器，传感器，电线，开关，晶体管和存储器，但电容行为几乎未被探索。电容器是以电荷的形式存储能量的关键能量存储设备。电容器利用由介电材料分隔的两个电导体。然而，许多基于氧化物的电容器被充分研究用于集成电容器，然而，由薄膜分子层组成的电容器没有被充分研究。本工作描述了电化学接枝的苯并咪唑（BENZ）的薄膜上生长图案化的ITO电极上的50 nm的Al沉积，以制造大规模（500 × 500微米2）的分子结。含氮和硫的分子结ITO/BENZ/Al作为平行板电容器，最大电容为~59.6至4.79 microFcm-2。本系统可以是用于未来能量应用的分子电荷存储的优良平台。
2023-03-28 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Engineering molecular aggregate spectra
我们发现，线性分子聚集体的光学性质发生剧烈变化时，聚集体沉积在金属表面。单体与它们的图像的偶极-偶极相互作用可以导致激子带和吸收光谱两者的强烈重构，这取决于单体过渡偶极相对于表面的布置。
2008-09-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Zero-Dipole Schottky Contact: Homologous Metal Contact to 2D Semiconductor
本研究提出零偶极肖特基接触，利用同源金属MoSi$_2$N$_4$(MoN)$_n$与二维半导体MoSi$_2$N$_4$接触，通过对称电荷回推消除界面偶极子，实现SM规则在强相互作用下的体现，并据此设计压力传感模型。
2024-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Generalized Wannier functions: a comparison of molecular electric dipole polarizabilities
局域Wannier函数提供了一种有效和直观的手段，通过它来计算介电性质的第一性原理。它们通常在总能量最小化之后的后处理步骤中构造。非正交广义Wannier函数（NGWF）[Skylaris等人，Phys.Rev.B66，03511911（2002）; Skylaris等人，J.Chem.Phys.122，084119（2005）]也可以在求解基态密度的过程中原位优化。我们探索了NGWF和标准正交、最大局部化Wannier函数（MLWF）之间的关系[Marzari和Vanderbilt，Phys.Rev.B56，12847（1997）; Souza，Marzari和Vanderbilt，同上，65，035109（2001）]，证明NGWF可以用于有效地计算电偶极子极化率，而不需要后处理优化，并且具有与MLWF相当的精度。
2012-05-11 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Stockmayer Fluid with a Shifted Dipole: Interfacial Behavior
本研究通过分子动力学模拟探究偏移Stockmayer流体的液-气界面特性，发现偶极偏移影响极性序与角分布，镜像偶极理论可解释相关结果，且偶极矩增强会引发界面极化、电场及电势差符号反转。
2025-09-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Self-Assembled Photochromic Molecular Dipoles for High Performance Polymer Thin-Film Transistors
高性能多功能聚合物基电子电路的开发是迈向未来柔性电子的重要一步。在这里，我们展示了一种可调的方法来制造这样的设备的基础上合理设计的电介质超晶格结构与光致变色偶氮苯分子。这些具有离子、分子和原子极化的纳米电介质被用于聚合物薄膜晶体管（TFT）中，以实现p型场效应迁移率超过2 cm^2/（V.s）的高性能电子器件。在一个温度范围内的晶体管特性中观察到从静电偶极无序到离子诱导无序的传输机制的交叉。这种简单的超分子设计使得在超薄纳米电介质中光学控制分子和离子极化程度成为可能。因此，我们证明了电容从0.1 uF/cm^2增加到0.34 uF/cm^2的三倍，这导致TFT沟道电流增加200%。
2018-06-06 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Self-organized patterns of macroscopic quantum tunneling in molecular magnets
本文研究了考虑偶极-偶极相互作用的分子磁体中的低温共振自旋隧穿。数值模拟揭示了形成的自组织模式的磁化和随后的偶极场，提供谐振条件内的有限体积的晶体。这种效果是强大的无序，并应有关的动态观察分子磁铁的磁化步骤。
2009-03-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Molecular dynamics simulations of metal-electrolyte interfaces under potential control
该综述针对电势控制下的金属-电解质界面，分类梳理了分子动力学模拟中该类带电界面的不同建模方案，分析了方法间的相似性与电化学量层面的概念关联，可为新方法开发及模块化模拟方案构建提供指导。
2023-10-04 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Connecting local structure to interface formation: a molecular scale van der Waals theory of nonuniform liquids
本文回顾了一个新的和一般的非均匀流体理论，自然地将分子尺度的信息纳入经典的缓慢变化的界面的范德华理论。该方法最佳地结合了两个标准的近似，分子（平均）场论来描述界面的形成和线性响应（或高斯波动）理论来描述局部结构。在非均匀简单流体中的许多不同应用中已经发现了准确的结果，这些想法可能对水的疏水相互作用理论具有重要意义。
2001-12-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Transition from Knudsen to molecular diffusion in activity of absorbing irregular interfaces
我们通过分子动力学研究了从Knudsen到分子扩散输运向具有不规则几何形状的二维吸收界面的转变。我们的研究结果表明，从克努森到分子扩散制度，活性区的长度随密度连续减小。在分子扩散占主导地位的限制，我们发现，这个长度接近一个常数的系统大小的顺序，在不规则几何形状的拉普拉斯运输的理论预测一致。最后，我们表明，所有这些功能可以定性地描述在一个简单的随机游走模型的扩散过程。
2003-04-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Molecular dynamics simulation of binary hard-sphere crystal/melt interfaces
本文用分子动力学模拟研究了二元硬球系统（100）和（111）无序面心立方（FCC）晶体/熔体界面的结构和热力学。这项研究是我们以前工作的扩展，[Phys.Rev.E54，R5905（1996）]，其中报道了（100）界面的初步数据。密度和扩散分布上的细粒度和粗粒度的尺度进行计算和分析，导致的结论是，平衡界面偏析是最小的，在这个系统中。
1999-03-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Electron-Vibron Coupling at Metal-Organic Interfaces from Theory and Experiment
本文定量研究了有机半导体模型体系1，4，5，8-萘四甲酸二酐（NTCDA）在Ag（111）表面上的界面动态电荷转移的意义和特征。我们结合红外吸收光谱和色散校正的密度泛函理论计算来分析动态偶极矩和电子-振动子耦合的界面。我们表明，界面动态电荷转移是在这些系统中的红外活性的主要原因，它与部分电荷和状态密度分析的结果。核运动产生一个额外的动态偶极矩，但代表一个较小的影响，除了模式与显着的面外振幅。
2016-02-10 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Band Alignment in Molecular Devices: Influence of Anchoring Group and Metal Work Function
我们提出了周期性的密度泛函理论计算的电子性质的分子结所形成的胺，硫醇封端的烷烃链连接到两个金属（金，银）电极。基于广泛的分析，包括不同密度的分子单层，我们建立了分子能级的排列和界面偶极子之间的关系，这表明在长的，孤立的链的限制带排列（BA）是独立的链接组，可以计算从一个参考系的非相互作用的分子+金属电极。胺和硫醇连接基之间的主要区别是接触时的有效偶极矩。这是非常大的，约4.5 D，胺接头，导致强烈的依赖性的BA上的单层密度和缓慢的收敛到孤立的分子限制。相反，由于接触处的有效偶极子非常小（约0.2 D），因此S锚点的收敛速度很快。
2008-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dipole-dipole correlations in the nematic phases of symmetric cyanobiphenyl dimers and their binary mixtures with 5CB
本文研究CB9CB二聚体与5CB二元混合物两种向列相的双折射和介电特性，提出考虑介晶柔性与对称性的自洽分子场理论，结合各向异性Kirkwood-Frohlich理论建模介电常数，揭示偶极关联与向列相局部结构的关系。
2023-11-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Molecular weight effects on chain pull-out fracture of reinforced polymeric interfaces
利用布朗动力学，我们模拟了两嵌段连接链增强的聚合物界面的断裂。我们发现，对于短链的界面断裂韧性线性依赖于连接器链的聚合度$N$，而对于较长的链的依赖性成为$N^{3/2}$。基于初始链配置的几何形状，我们提出了一个缩放参数，占短链和长链的限制和它们之间的交叉。
1999-04-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Asymmetric matter-wave solitons at nonlinear interfaces
我们预测了饼状玻色-爱因斯坦凝聚体中不同原子间相互作用强度区域产生的界面处强非对称物质波孤子的存在，并研究了其基本性质.我们处理几种类型的表面孤子具有拓扑复杂的结构，包括涡旋和偶极模孤子。我们发现，孤子变得显着的不对称的高数量的粒子在凝聚体中。然而，我们发现，在适当的条件下，我们阐明，即使是这样的强烈不对称的偶极子和涡旋孤子可以动态稳定的广泛地区的存在域。
2006-10-26 cond-mat.mtrl-sci nlin.PS
Anisotropy in interface stress at the BCC-iron solid-melt interface: molecular dynamics and phase field crystal modelling
固-熔界面处的界面应力一般是各向异性的。界面应力的各向异性可以使用分子动力学（MD）和相场晶体（PFC）模型来评估。在本文中，我们报告我们的结果评估的各向异性界面应力在体心立方固体与其熔体。具体来说，我们研究铁使用MD和PFC模型。我们发现，虽然MD和PFC可以用于评估，PFC和基于PFC的振幅方程给出定量一致的结果，MD和PFC的结果是定性相同的，但不匹配定量。我们还发现，即使在BCC中界面自由能只有弱的各向异性，界面应力的各向异性也很强。这种强的各向异性对这些材料在纳米尺度上的平衡形状、生长形态和其他性质具有影响。
2021-05-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The typical manners of dynamic crack propagation along the metal/ceramics interfaces: A molecular dynamics study
这封信解决的问题，界面裂纹扩展机制的各种接口与使用分子动力学。通过MD模拟发现了4种不同的界面裂纹扩展方式：1、裂纹严格沿界面扩展; 2、裂纹尖端孪晶形核导致裂纹尖端钝化; 3、子裂纹先于主裂纹出现并与母裂纹合并; 4、裂纹尖端钝化并伴有层错形核。此外，还利用粘结强度系数λ来识别界面的类型。λ> 0.9的界面为有序界面，界面裂纹以Ⅰ型或Ⅱ型扩展。而λ< 0.9表示界面无序，界面裂纹以Ⅲ型和Ⅳ型为主。本文阐述了界面结合强度对金属/陶瓷纳米复合材料界面裂纹扩展机理的影响。
2014-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A Gd@C82-based single molecular electret device with switchable electrical polarization
表现出单分子电极化的强度切换的单分子驻极体长期以来一直被期望作为用于极小的非易失性存储器件的平台，尽管由于单分子电偶极子的差的稳定性而引起争议。在这里，我们研究的单分子器件的GdC 82，其中封装的Gd原子形成一个电荷中心，我们已经观察到了两组单电子输运稳定图之间的门控开关行为。开关操作在磁滞回线中，具有约0.5Vnm的矫顽栅极场。理论计算将这两个电导图对应于Gd原子被捕获在C82笼的两个不同位置的两个态的能级，这两个位置具有两个不同的永久电偶极子取向。两个偶极状态是稳定的各向异性能量和分离的过渡能垒为70毫电子伏。这种开关，然后访问到单个偶极子的电场驱动的重新取向，同时克服的障碍，由矫顽栅极场，并演示了一个单一的分子驻极体的创建。
2020-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Molecular Dynamics Study of the Nematic-Isotropic Interface
我们提出了大规模的分子动力学模拟的向列型各向同性界面的排斥性椭球体分子的系统，特别是集中在毛细波波动的界面位置。界面以平面方式锚定双相，即，导向器平行于界面对准。平行于指向矢和垂直于指向矢方向的毛细波被分别考虑。我们发现，频谱是各向异性的，毛细波的振幅较大的方向垂直于导演。然而，在长波长极限下，光谱变得各向同性，并与简单的毛细管波理论的预测进行了比较。
2001-01-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
i-PI: A Python interface for ab initio path integral molecular dynamics simulations
路径积分方法的最新发展大大降低了在从头算分子动力学模拟中考虑原子核运动中量子力学效应的计算费用。然而，这些发展的实施需要大量的方案编制工作，这阻碍了它们的通过。在这里，我们描述了i-PI，一个用Python编写的接口，旨在最大限度地减少将最先进的路径积分技术引入电子结构程序所需的工作量。虽然它最适合于第一性原理计算和路径积分分子动力学，但i-PI也可用于执行经典的分子动力学模拟，并且可以轻松地与经验力场代码接口。为了给出接口的许多潜在应用中的一个例子，我们将其与CP 2K电子结构包结合使用，以展示核量子效应在高压水中的重要性。
2014-02-05 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.comp-ph
