Non-equilibrium melting and sublimation of graphene simulated with two interatomic potentials
Notice bibliographique
Résumé
The mechanisms of the sublimation of graphene at zero pressure and the condensation of carbon vapor is investigated by molecular dynamics (MD) simulations. The interatomic interactions are described by the Reactive Empirical Bond Order potential (REBO). It is found that graphene sublimates at a temperature of 5,200 K. At the onset of sublimation, defects that contain several pentagons and heptagons are formed, that are shown to evolve from double vacancies and stone wales defects. These defects consisting of pentagons and heptagons act as nucleation sites for the gaseous phase. The influence of the interatomic interactions on the sublimation process are also investigated by comparing the results using the REBO potential with the Screened Environment Dependent (SED)-REBO potential. Two-dimensional MD simulations are also performed, and it is found that graphene melts at a much higher temperature and forms many more point defects than in three dimensions. It is also observed that carbon chains make up the two-dimensional molten state. The isothermal equation of state of gaseous and liquid carbon, as well as the coexistence of the two phases is calculated at 6,000 K and up to a few GPa. The analysis shows that the material that forms immediately following the phase transformation in graphene is actually a coexistence of liquid and gaseous phases, but it is primarily two-fold coordinated, so it is mostly a gas, hence the identification of the phase transformation as sublimation. The coexistence pressure for liquid and gaseous carbon is found using the Maxwell Construction to be 0.0365 GPa at 6,000 K. It was previously believed that carbon vapor consists exclusively of carbon chains. We find that under compression, at a pressure lower than the coexistence pressure, carbon vapor develops a small amount (6 %) of sp2 bonds indicating a slight non-chain bonding character. The diffusion coefficient of this dense gas is calculated to be in between that of the liquid and gaseous phases.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,006 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».