[发明专利]一种氧化锌/石墨炔复合材料电容特性的仿真方法

摘要

本发明提供了一种氧化锌/石墨炔复合材料电容特性的仿真方法，并对其能带结构以及电容特性进行了计算分析。采用基于密度泛函理论的第一性原理，首先分别构建并优化单层氧化锌和β相石墨炔的晶胞模型，再建立二者范德瓦尔斯力结合的高对称复合模型，最后研究了复合体系在外加电场作用下的相关特性。本发明首次构建出氧化锌与石墨炔范德瓦耳斯力结合的复合模型，阐述了形成复合体系前后能带的变化；揭示了外加电场作用下，复合体系能带与结合能的变化规律；并计算了复合体系的比电容值，为开发新型纳米电容器奠定了理论基础。

主权项

1.一种氧化锌/石墨炔复合材料电容特性的仿真方法，其特征在于，包括如下步骤：1)采用数据采集模块采集用于被Masterial Studio 8.0软件进行识别和计算的数据信息文件，将该数据信息文件通过通用数据端口传递给Masterial Studio 8.0软件；在Masterial Studio 8.0软件中，分别建立单层ZnO和β‑Graphyne模型，通过Masterial Studio 8.0软件包中的CASTEP模块描述价电子与原子核之间的相互作用，并处理电子和电子之间相互作用的交换相关能，使得作用在每个原子上的力小于体系总能量收敛标准为1×10^‑5eV/atom，内应力小于0.05Gpa，位移小于此外，在垂直于平面的Z方向上真空层厚度设为从而避免由于周期性引入的层间相互作用；2)采用步骤1)中优化好的单层ZnO和β‑Graphyne模型，构建ZnO/β‑Graphyne范德瓦耳斯力结合的复合模型，并对其进行结构优化，模块选择与收敛标准同步骤2)，将初始层间距设置为对优化好的模型进行能带计算与分析，选择高对称路径：Γ(0,0,0)—K(‑0.333,0.667,0)—M(0,0.5,0)—Γ(0,0,0)；对复合模型分别施加且以为间隔变化的电场，电场以石墨炔指向ZnO为正方向，获取外加电场作用下体系能带的变化规律并计算体系的电容值。