納米硅結構楊氏模量溫度效應和尺度效應的分子動力學研究.pdf

1、納電子機械系統(tǒng)(NEMS)是在微電子機械系統(tǒng)(MEMS)基礎上發(fā)展起來的具有納米技術特點的器件和系統(tǒng)。NEMS在諧振器、混頻器、濾波器、生物化學傳感器等方面有廣闊的應用前景。單晶硅材料作為應用于MEMS和NEMS的最廣泛的材料，對納米硅材料力學參數(shù)是近年研究的熱點之一。楊氏模量在宏觀上體現(xiàn)彈性體應力和應變的關系，從微觀角度上楊氏體現(xiàn)了單晶硅晶格中原子間化學鍵作用的強弱，對NEMS器件的性能有重要的影響。分子動力學方法是研究納米材料的重要

2、方法，并且已經(jīng)被廣泛應用于納米材料力學特性的研究。本論文的主要研究對象為硅納米薄膜和硅納米線。本文的主要研究工作如下：
　　 (1)本文采用分子動力學的方法，結合實驗室前期工作，計算表面重構下1nm和2nm厚硅納米薄膜溫度從100K～800K[110]方向和[1-10]方向楊氏模量。得出結論：表面重構使得[110]方向楊氏模量比[1-10]方向楊氏模量大，硅納米薄膜楊氏模量隨著溫度升高而下降。1nm厚硅納米薄膜的楊氏模量隨溫度變