Relaxation et formation de domaines dans des hétérostructures bidimensionnelles incommensurables

Nous introduisons l'espace de configuration comme une représentation naturelle pour calculer les motifs de relaxation mécanique des bilayers bidimensionnels (2D) incommensurables. L'approche peut être appliquée à une grande variété de matériaux 2D grâce à l'utilisation d'un modèle continu en combinaison avec une énergie de défaut de empilement généralisée pour les interactions intercalaires. Nous présentons des résultats computationnels pour le graphène bilayer à petits angles tordus et le disulfure de molybdène (MoS₂), un matériau représentatif de la famille des dichalcogénures de métaux de transition de semiconducteurs 2D. Nous calculons des relaxations précises pour le MoS₂ même à de petites valeurs d'angle de torsion, facilitées par le fait que notre approche ne repose pas sur des potentiels atomistiques empiriques pour le couplage intercalaires. Les résultats démontrent l'efficacité de la méthode de l'espace de configuration en calculant des relaxations avec un coût computationnel minimal. Nous décrivons également une explication générale de la formation de domaines dans des bilayers 2D avec des réseaux presque alignés, tirant parti de la relation entre l'espace réel et l'espace de configuration. L'approche de l'espace de configuration permet également de calculer des relaxations dans des systèmes multicouches incommensurables.