基于Graphene條帶的新型納米結(jié)構(gòu)：分子動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、Graphene是一層密集的、包裹在蜂巢晶體點(diǎn)陣上的碳原子，是理想的二維量子體系，已成為當(dāng)今凝聚態(tài)物理學(xué)和材料科學(xué)中最熱門的研究課題之一。Graphene條帶作為一種新穎的碳基納米材料引起了人們的極大關(guān)注。本文采用分子動(dòng)力學(xué)模擬方法，研究了鋸齒型graphene條帶和扶手椅型graphene條帶的熱穩(wěn)定性，分析了graphene條帶與半導(dǎo)體Si原子、金屬Au原子復(fù)合體系的結(jié)構(gòu)及其熱穩(wěn)定性，發(fā)現(xiàn)了一些新穎的復(fù)合納米體系。
　　 研

2、究了鋸齒型graphene條帶和扶手椅型graphene條帶的熱穩(wěn)定性。研究表明，鋸齒型graphene條帶的熔化溫度為5000K左右，扶手椅型graphene條帶的熔化溫度為4500K左右。高溫下鋸齒型graphene條帶比扶手椅型graphene條帶更穩(wěn)定。
　　 鋸齒型graphene條帶和扶手椅型graphene條帶的熔化都是從條帶邊沿開始的。
　　 研究了graphene條帶與半導(dǎo)體Si原子復(fù)合體系的結(jié)構(gòu)及其熱

3、穩(wěn)定性。研究發(fā)現(xiàn)，半導(dǎo)體Si原子與graphene條帶相互作用，Si原子會(huì)吸附到graphene條帶的邊緣，形成新穎的單原子鏈或納米顆粒。Si原子吸附到鋸齒型graphene條帶邊沿，在300K至2000K之間形成無規(guī)則的Si團(tuán)簇；在2000K至2800K之間，當(dāng)Si原子等于帶邊不飽和的碳原子數(shù)時(shí)，帶邊形成較為完整的Si單原子鏈結(jié)構(gòu)；在2800K至3900K之間形成含缺陷的硅鏈結(jié)構(gòu)；當(dāng)溫度高于3900K時(shí)Si原子逐漸替代條帶邊沿的碳原子

4、直至鋸齒型graphene條帶破壞。而Si原子吸附到扶手椅型graphene條帶邊沿，在300K至3000K之間形成非鏈狀的不定型的Si納米結(jié)構(gòu)。
　　 研究了鋸齒型graphene條帶與金屬Au原子復(fù)合體系的結(jié)構(gòu)及其熱穩(wěn)定性。
　　 研究發(fā)現(xiàn)，室溫下Au原子吸附聚集到鋸齒型graphene條帶的表面，生成多種新穎的納米復(fù)合體系。當(dāng)Au原子在鋸齒型Graphene條帶表面的覆蓋密度低于13.72時(shí)，形成Au納米顆粒；當(dāng)A