石墨烯納米帶應(yīng)用于納米諧振器的研究.pdf

1、石墨烯作為新型的納米材料,具有優(yōu)異的力學(xué)和電學(xué)特性,從而成為最為適合NEMS(Nano-Electromechanical system)器件研究的理想材料之一。納米諧振器是石墨烯納米帶的一個(gè)重要潛在應(yīng)用方向。為得到高性能且穩(wěn)定的石墨烯納米諧振器,研究不同條件下石墨烯納米帶的楊氏模量及其諧振頻率就顯得尤為重要。為此,本文利用Materials Studio軟件中基于分子動(dòng)力學(xué)的Forcite模塊計(jì)算了多種尺寸及不同手性的石墨烯納米帶的楊

2、氏模量與諧振頻率,并計(jì)算了金原子摻雜的石墨烯納米帶的諧振頻率。探索石墨烯納米帶各種結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)其楊氏模量與諧振頻率的影響,為構(gòu)建基于石墨烯納米帶的納米諧振器提供理論依據(jù)。主要研究模型和結(jié)論如下:
　　 針對(duì)長(zhǎng)度小于12nm的石墨烯納米帶,在室溫(298 K)下計(jì)算楊氏模量的結(jié)果表明:石墨烯納米帶的楊氏模量隨長(zhǎng)度的增加而減小,而納米帶的邊界類型(扶手椅型或鋸齒型)及寬度對(duì)其楊氏模量的影響不明顯。
　　 以本征或摻雜的石墨烯納

3、米帶構(gòu)建雙端固支梁結(jié)構(gòu)模型,改變石墨烯納米帶長(zhǎng)寬值以及金原子的摻雜位置和數(shù)量,并分別對(duì)固支梁結(jié)構(gòu)的振動(dòng)特性進(jìn)行模擬,計(jì)算結(jié)果表明:①本征石墨烯納米帶長(zhǎng)度小于16nm,寬長(zhǎng)比在1／6～1／2之間時(shí),雙端固支梁結(jié)構(gòu)的諧振頻率隨著石墨烯納米帶長(zhǎng)度的增大而減小,而石墨烯納米帶寬度對(duì)固支梁結(jié)構(gòu)的諧振頻率的影響不明顯。②分別由鋸齒型和扶手椅型邊界的石墨烯納米帶構(gòu)建的雙端固支梁結(jié)構(gòu),其諧振頻率隨石墨烯納米帶長(zhǎng)度和寬度的變化規(guī)律相類似,即石墨烯納米帶邊