Ge-SiO2納米顆粒鑲嵌薄膜力學(xué)性能及單軸拉伸行為的模擬研究.pdf

1、Ge\SiO2納米顆粒鑲嵌薄膜作為硅基發(fā)光材料的一種，在光纖波導(dǎo)、納米器件中以及光電集成電路有著十分重要的應(yīng)用。時(shí)至今日，已經(jīng)有很多科研人員在硅基片上制備出了Ge、Si納米顆粒鑲嵌薄膜，研究了它們的結(jié)構(gòu)性質(zhì)和生長過程，對(duì)其發(fā)光機(jī)理和電學(xué)性能進(jìn)行了比較多的研究，但是，關(guān)于納米顆粒鑲嵌薄膜的力學(xué)性能方面的研究卻非常少。力學(xué)性能是衡量納米顆粒鑲嵌薄膜質(zhì)量的主要指標(biāo)，同時(shí)也是進(jìn)行納米器件設(shè)計(jì)與計(jì)算的重要依據(jù)，納米薄膜的損傷和變形將影響到器件的性

2、能、穩(wěn)定性以及使用壽命。因此，對(duì)納米顆粒鑲嵌功能薄膜的力學(xué)性能和力學(xué)行為進(jìn)行研究，具有重要意義。本文利用Materials Studio軟件下的Forcite模塊對(duì)Ge\SiO2納米顆粒鑲嵌薄膜的力學(xué)性能和單軸拉伸行為進(jìn)行分子動(dòng)力學(xué)模擬研究，具體的研究內(nèi)容如下：
　　1.建立SiO2和SiO2基體鑲嵌納米Ge晶粒的晶胞和超晶胞模型，利用剪切技術(shù)和設(shè)立真空層的方法，得到SiO2基體納米薄膜和SiO2基體鑲嵌納米Ge晶粒的納米薄膜模型

3、。
　　2.模擬研究SiO2基體鑲嵌納米Ge晶粒前后的力學(xué)性能（楊氏模量、體積模量、剪切模量、泊松比、拉梅常數(shù)）變化；探討鑲嵌Ge3晶粒、Ge5晶粒及Ge9晶粒后,晶粒尺寸大小對(duì)其力學(xué)性能的影響。
　　3.模擬不同厚度Ge\SiO2納米顆粒鑲嵌薄膜的力學(xué)性能，研究厚度對(duì)單軸拉伸強(qiáng)度的影響。
　　4.對(duì)不同溫度、不同應(yīng)變率下Ge\SiO2納米顆粒鑲嵌薄膜的單軸拉伸行為和力學(xué)性能（應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系、屈服強(qiáng)度等）進(jìn)行分子動(dòng)力學(xué)模