Hamiltonians and order parameters for crystals of orientable molecules
Hamiltonians and order parameters for crystals of orientable molecules
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可取向分子晶体的哈密顿量和有序参数
DOI：
10.1103/physrevb.98.094105
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发表时间：
2018
影响因子：
3.7
通讯作者：
Van der Ven, Anton
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Thomas, John C.;Bechtel, Jonathon S.;Van der Ven, Anton
许多现代功能材料表现出难以用数学描述或不符合固态物理学中的传统模型的微观自由度。在本文中，我们考虑含有可定向分子种类的晶体，其中包括一类有前途的光伏材料。将这些材料抽象为可定向刚性转子的晶体，我们开发了一种有效的哈密顿量，可以根据相互作用的刚性转子的集体方向来表达晶体势能。该方法受到合金理论中簇扩展框架的启发，适用于描述手性和非手性分子。该框架利用分子取向的四元数参数化，并充分利用转子和晶体的对称性，以约束最终哈密顿表达式的函数形式。由此产生的哈密顿量是紧凑的、可系统改进的，并且适用于蒙特卡罗或分子动力学模拟。我们将这种形式应用于并报告对称适应的基函数，该函数可用于构造有序参数或哈密顿量，以描述混合有机-无机卤化物钙钛矿材料中甲基铵离子的取向相关性。
Many modern functional materials exhibit microscopic degrees of freedom that are difficult to describe mathematically or do not conform to conventional models in solid state physics. In this paper, we consider crystals containing orientable molecular species, which encompass the class of promising photovoltaic materials. Abstracting these materials as crystals of orientable rigid rotors, we develop an effective Hamiltonian that expresses the crystal potential energy in terms of collective orientations of interacting rigid rotors. The approach is motivated by the cluster expansion framework from alloy theory and is appropriate for describing both chiral and achiral molecules. This framework utilizes a quaternion parametrization of molecular orientation and makes full use of the symmetry both of the rotors and of the crystal in order to constrain the functional form of the final Hamiltonian expression. The resulting Hamiltonian is compact, systematically improvable, and is suitable for Monte Carlo or molecular dynamics simulation. We apply this formalism toand report symmetry-adapted basis functions that can be used to construct order parameters or Hamiltonians that describe orientational correlation of methylammonium ions in hybrid organic-inorganic halide perovskite materials.
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超球面谐波：在量子理论中的应用
DOI：
--
发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
--
作者：
J. Avery
通讯作者：
J. Avery
DOI：
10.1016/j.matcom.2009.08.008
发表时间：
2010-03
期刊：
Math. Comput. Simul.
影响因子：
--
作者：
Anton Van der Ven;J. Thomas;Q. Xu;J. Bhattacharya
通讯作者：
Anton Van der Ven;J. Thomas;Q. Xu;J. Bhattacharya
影响因子：
41.2
作者：
Jeon, Nam Joong;Noh, Jun Hong;Seok, Sang Il
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Seok, Sang Il
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Tan, Zhi-Kuang;Moghaddam, Reza Saberi;Friend, Richard H.
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Friend, Richard H.
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5.3
作者：
John C. Thomas;Anton Van der Ven
通讯作者：
John C. Thomas;Anton Van der Ven