[发明专利]一种分析AlH3

权利要求书

1.一种分析AlH₃在磷烯表面稳定存储的方法，该方法基于第一性原理的密度泛函理论和分子动力学模拟，分析了AlH₃基团在磷烯表面的吸附过程，分析了AlH₃在磷烯表面的吸附方式、姿态、结构、数量，验证了其在近室温条件下的稳定性，具体实施方式分为以下4步：

(1)磷烯表面模型及AlH₃基团在磷烯表面吸附模型的构建

利用Materials Studio软件构建磷烯表面结构模型及AlH₃基团在磷烯表面吸附模型，首先利用Materials Studio软件中的晶面截取功能截取黑磷(010)晶面，然后沿晶面方向搭建厚度为的真空层即可得到单晶胞大小的磷烯结构，采用Materials Studio软件中搭建超晶胞的功能构建出含有64个磷原子的4×1×4倍超晶胞，用于AlH₃基团在磷烯表面的吸附分析，对于AlH₃基团在磷烯表面的吸附分析，先在磷烯表面放置一个结构单元的AlH₃基团进行结构优化，在优化后的结构上放置第二个AlH₃基团进行结构优化，按照上面同样的方法逐次放置第三个、第四个、第n个AlH₃基团进行结构优化，得出最终的吸附结构，其中AlH₃基团的初始放置距离都保持在

(2)应用VASP软件开展的第一性原理计算

利用VASP软件对磷烯表面模型以及AlH₃基团在磷烯表面吸附模型进行结构优化、总能计算、电子性质分析，自旋极化的方式被用于结构优化、总能计算以及电子结构分析过程，交换关联势能采用广义梯度近似的PBE近似，色散校正被考虑到结构优化过程中，采用了optB88-vdw形式的范德华近似设置，平面波截断能大小为500eV，力的收敛标准设置为布里渊区里K点的设置采用MP方法，在结构优化时采用2×1×4的K点网格大小，在进行总能和电子性质计算时采用5×1×9的K点网格大小；

(3)应用CP2K软件开展的分子动力学模拟

利用CP2K软件对最终的稳定吸附结构开展近常温下的分子动力学模拟分析，NVT系综被用来进行分子动力学模拟，电子间的相互交换关联势用广义梯度的PBE近似方法表示，核电子作用采用Goedecker-Teter-Hutter赝势表示，价电子作用采用一次极化的短程双ζ基势能基组表示，模拟温度设置在273K，模拟计算步长为1fs，总的模拟时长为20ps；

(4)性质分析

从吸附能分析可以得出AlH₃基团在磷烯表面吸附时不会以单基团形式吸附，而是会以三元团簇结构的形式吸附到磷烯表面，结合电荷性质计算和吸附能计算结果得出三元团簇的AlH₃基团与磷烯之间的相互作用为物理吸附，第一性原理分子动力学模拟证明在近室温条件下磷烯对三元团簇的AlH₃基团仍然有很好的存储能力。