研究人员加深了对液态金属催化剂上石墨烯生长的理解

液态金属催化剂最近因其通过催化剂完美光滑的表面合成高质量2D材料而受到关注。然而，表面发生的微观催化过程在很大程度上仍然不清楚，因为液态金属逃脱了传统实验和计算表面科学方法的可及性。

欧盟资助的研究人员合作，包括来自马克斯普朗克学会弗里茨哈伯研究所，欧洲同步加速器-ESRF，慕尼黑工业大学（TUM），奥胡斯大学，莱顿大学和格勒诺布尔阿尔卑斯大学的团队使用新颖的原位和计算机技术来实现石墨烯吸附高度高于液态Cu的原子级表征，在实验和理论之间达到0.1 Å的定量一致性。

实验结果是在光束线ID10处使用原位同步加速器X射线反射率获得的，该反射率需要与液体表面的曲率一起工作，从而增加了实验的复杂性。为了构建计算模型，该团队使用密度泛函理论参考数据训练了 ML 势，特别是矩张量势。这有助于获得大规模的分子动力学模拟，同时利用 ML 算法的效率。

然后，该团队通过实验和计算确定了液态Cu上方单层石墨烯的吸附高度，称为“间隙”。结果表明，间隙的实验值为2.2 Å，而计算或理论值为2.119 Å。由于差异小于0.1 Å，结果表明理论和实验之间几乎是定量的一致性。

结果表明，用第一性原理训练的ML电位是一种强大的方法，可以确定与亚埃电位的差距，同时与实验值吻合良好。令人惊讶的是，计算技术揭示了石墨烯与固体和液体Cu的相互作用在化学上是相同的，从而增加了从液态金属状态进行卓越合成的神秘感。这些强大的见解有助于未来理解无缝石墨烯合成，以开发下一代电子产品。