تُشتَغِل التحليل الأولي للمكونات الأساسية في الإدخال البوتاسيوم في الجرافيت. وتحسن الربط في مركب البوتاسيوم والجرافيت بشكل معقول من خلال حسابات الديناميكية المحلية النصفية للديناميكية الكتلية (DFT). ومع ذلك، لاستكشاف طاقة تكوين الإدخال من الأجسام البوتاسيوم النقية والجرافيت، يتطلب استخدام وصف لربط الطبقة الجرافيتية وبالتالي حساباً متناسقاً للتفاعلات التباعدية غير المحلية. ويتم تضمين هذا بشكل سلس مع الديناميكية الكتلية العادية باستخدام تقنية الديناميكية الكتلية الفان دير والس (vdW-DF) [Phys. Rev. Lett. 92، 246401 (2004)]. ووجد أن استخدام vdW-DF يثبط البلور الجرافيتي، مع معاملات البلور في توافق مع التجارب معقول. للجرافيت والجرافيت المحضر بالبوتاسيوم، تشير المعاملات الى مثل فاصل الربط، طاقة ربط الطبقة، طاقة التكوين، والمعامل الحجمي. كما تشير الطاقات الى طاقة الامتصاص والامتصاص الفرعي للبوتاسيوم. ووجد أن وصف vdW-DF، مقارنة مع النهج المحلي النصفي التقليدي، يضعف الاستجابة المرنة بشكل ضعيف.
Potassium intercalation in graphite is investigated by first-principles theory. The bonding in the potassium-graphite compound is reasonably well accounted for by traditional semilocal density functional theory (DFT) calculations. However, to investigate the intercalate formation energy from pure potassium atoms and graphite requires use of a description of the graphite interlayer binding and thus a consistent account of the nonlocal dispersive interactions. This is included seamlessly with ordinary DFT by a van der Waals density functional (vdW-DF) approach [Phys. Rev. Lett. 92, 246401 (2004)]. The use of the vdW-DF is found to stabilize the graphite crystal, with crystal parameters in fair agreement with experiments. For graphite and potassium-intercalated graphite structural parameters such as binding separation, layer binding energy, formation energy, and bulk modulus are reported. Also the adsorption and sub-surface potassium absorption energies are reported. The vdW-DF description, compared with the traditional semilocal approach, is found to weakly soften the elastic response.
Modeling layered intercalation compounds from first principles poses a problem, as many of their properties are determined by a subtle balance between van der Waals interactions and chemical or Madelung terms, and a good description of van der Waals
The adsorption of an adenine molecule on graphene is studied using a first-principles van der Waals functional (vdW-DF) [Dion et al., Phys. Rev. Lett. 92, 246401 (2004)]. The cohesive energy of an ordered adenine overlayer is also estimated. For the
The adsorption of fluorine, chlorine, bromine, and iodine diatomic molecules on graphene has been investigated using density functional theory with taking into account nonlocal correlation effects by means of vdW-DF approach. It is shown that the van
The past few years has brought renewed focus on the physics behind the class of materials characterized by long-range interactions and wide regions of low electron density, sparse matter. There is now much work on developing the appropriate algorithm
The dispersion interaction between a pair of parallel DNA double-helix structures is investigated by means of the van der Waals density functional (vdW-DF) method. Each double-helix structure consists of an infinite repetition of one B-DNA coil with