近年来，由二维材料垂直堆叠而成的范德华异质结构，因其独特的界面力学和物理性能而受到学术界和产业界的广泛关注，相关课题研究已经形成一个新的交叉前沿研究热点。例如魔角双层石墨烯的超导特性，石墨烯/氮化硼异质结构的稳定超润滑（超低摩擦磨损）等。实验发现这些性质均和异质界面形成的莫尔超晶格密切相关，为了理解背后的机理，准确描述其层间相互作用是关键。通常认为第一原理计算可以提供比较准确的描述，但是其计算量巨大，无法模拟大尺度的莫尔超晶格体系，分子动力学模拟的计算量虽然满足要求，但其用来模拟范德华层状材料的力场组合（描述层内相互作用的键序势 + 描述层间相互作用的Lennard-Jones势函数）不能准确预测和解释实验观测的结果，这使得人们无法深刻理解范德华异质结构所呈现界面力学与物理性质背后的机制，从而很难为实验上进一步提高或调控其性能提供有效指导，限制了这类新型材料进一步的应用。
  在此背景下，本课题组近些年一直致力于发展一套统一的方法来快速构建各类范德华异质结构的准确各向异性层间力场（ILP），并将其与描述层内相互作用的键序势或机器学习势（MLP）相结合进行实际的模拟。 相较于经验力场，MLP在描述范德华层状材料层内力学物理性质时精度更高，但不能很好地描述其层间长程相互作用，而ILP则相反，可准确描述层间范德华作用，但不能描述其层内的力学物理性质，将两者相结合有望提供一个兼具精度与效率的计算框架，同时拟将开发的力场写入知名分子动力学开源软件LAMMPS和GPUMD，为大尺度范德华异质结构提供高效可靠的计算方法。进而利用发展的计算方法系统研究影响其界面力学和物理性质的因素并揭示机理，并在此基础上发展相应的理论模型，以期为实验设计具有优异性能的范德华异质结构提供有效指导，促进其在智能器件与制造中的广泛应用。
  上述计算框架的优势在于，可以分开发展各类范德华层状材料的ILP和MLP，将它们组合起来之后可以自然地适用于各种范德华异质结组合以及多层体系，而无需再重新训练势函数。目前，我们已经开发了多类范德华界面的ILP和MLP，并均已开源，以供国际同行学者使用和改进，助力范德华层状材料在基础研究和器件应用领域取得更多进展和突破。

1, 写入LAMMPS的相关力场
(1)含边界石墨烯和氮化硼以及其异质结的ILP势 （参考文献： Nano Lett. 18, 6009-6016 (2018)） 
https://docs.lammps.org/pair_ilp_graphene_hbn.html
(2)含边界石墨烯体系的KC势（参考文献： Nano Lett. 18, 6009-6016 (2018)） 
https://docs.lammps.org/pair_kolmogorov_crespi_full.html
(3) 过渡金属硫族化合物及其异质结的ILP势（参考文献： J. Chem. Theory Comput. 17, 7237 (2021); J. Phys. Chem. A, 127, 46, 9820-9830 (2023)） 
https://docs.lammps.org/pair_ilp_tmd.html
(4) 六方二维材料和金属的异质结的SAIP势（参考文献： J. Chem. Theory Comput. 17, 7215 (2021); J. Phys. Chem. C 2024 128 (16), 6836-6851） 
https://docs.lammps.org/pair_saip_metal.html
(5) 水和二维材料的AIP势（参考文献： J. Phys. Chem. C. 127(18), 8704-8713 (2023); Langmuir 39(50), 18198-18207 (2023)） 
https://docs.lammps.org/pair_aip_water_2dm.html
(6) 二维金刚石和石墨炔及其异质结的ILP（参考文献： J. Phys. Chem. C 2023, 127, 18641−18651） 
正在更新中……

2，写入GPUMD的相关力场
(1) 正在更新中 （石墨烯和氮化硼以及其异质结的ILP势）
(2) 正在更新中 （过渡金属硫族化合物及其异质结的ILP势）
……

3, GitHub开源代码
欢迎关注课题组的GitHub账号（ouyang-laboratory），课题组开发的开源代码，数据集，工具和算例等将会在此处发布。
(1) https://github.com/ouyang-laboratory/gpumd.git （范德华界面的NEP+ILP计算框架）
(2) 持续更新中……