考慮表面效應的納米力學計算模型及量子點、納米薄膜分析.pdf

1、在傳統(tǒng)連續(xù)介質力學，表面效應通常忽略不計。納米材料由于比表面積大，表面效應變得顯著。本文分別在小變形和有限變形理論框架下建立了考慮表面效應的有限元計算模型。該方法的目的在于擴展傳統(tǒng)的有限元方法，用于分析納米材料力學性能的尺寸相關性。 本文系統(tǒng)地分析了量子點。首先，分析了有覆蓋層的InAs/GaAs量子點，印證了量子點自組裝生長的應變驅動理論。同時說明從應變能的釋放的角度來看，量子點的生長還會趨于變得更陡，即高寬比增大。其次，比較

2、了圓錐型、臺型和圓頂型表面量子點的應力應變場。結果顯示，圓錐型表面量子點更有利于應變能釋放。再次，分析了多層量子點陣列，揭示了量子點陣列自耦合現象的內在機理。最后采用考慮表面效應的納米力學有限元計算模型給出了表面效應對表面量子點的影響。結果表明，表面應力制約了量子島的形成，導致了應力應變場的變化，并得出由于表面效應的影響，圓錐型和臺型是表面量子點的過渡性形貌，而圓頂型是成熟形貌的結論。 本文還系統(tǒng)地分析了納米薄膜。首先分析了納米