我们使用第一性原理电子结构计算，研究了锂嵌入双层扭曲石墨烯中的影响。为了对该系统进行建模，采用了相应的超晶胞，它们对应于7.34°和2.45°的扭曲角。从锂吸收的能量学上，我们证明了对于低的Li浓度，嵌入剂聚集在AA区域中，密度是均匀分布的两倍。Li原子提供给石墨烯层的电荷会改变能带结构，这种能带结构可以使用参数空间区域中经过修改的层间耦合的连续模型定性地捕获，但该参数空间尚未通过实验或理论进行探索。因此，插入层和扭曲层的组合同时提供了对材料特性进行空间控制的手段，以及一个额外的旋钮，可用来调节石墨烯扭曲双层中的莫尔层物理特性，其潜在应用范围从能量存储和转换到量子信息。
 
Figure 1. （a）在2.45°电池（实心圆）和7.34°电池（空心绿色圆）中，单个Li嵌入剂的嵌入能量E_I。（b）在松弛的2.45°石墨烯电池中，六个Li原子围绕第七个Li原子（黑色）排列成一个圆形，该第七个Li原子位于AA区域的中心。（c）成对Li嵌入剂中每个原子E_I的平均嵌入能量与Li原子d₂之间距离的函数。（d）对于（b）中所示的七个Li原子的构型，E_I vs d₇。

 
Figure 2. 以Å和AB区域之间的直线为中心，距离为r(Å)的5Å圆中，石墨烯层之间的平均间距h(Å)。
 

Figure 3. （a-c）2.45°扭曲双层石墨烯电池的DFT能带结构。（d）AA（AB）层间耦合增加（减少）30％的连续模型。
 

Figure 4. 7.34°电池带有三个Li原子位于AA区域附近，电荷密度差异的俯视图和侧视图。
 
       相关研究成果于2020年由哈佛大学Efthimios Kaxiras课题组，发表在PHYSICAL REVIEW B（DOI: 10.1103/PhysRevB.101.075407）上。原文：Effects of lithium intercalation in twisted bilayer graphene。