2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、石墨烯具有優(yōu)良的力、熱、光、電性能,能被應(yīng)用在電子和光電子學(xué)等諸多領(lǐng)域,近年來引起了人們的廣泛關(guān)注。通過裁剪石墨烯可以得到不同邊界構(gòu)型的石墨烯納米條帶,如鋸齒型和扶手椅型。石墨烯納米條帶具有優(yōu)異的電輸運(yùn)性能,在納米電子學(xué)器件中具有良好的應(yīng)用前景。目前對(duì)于石墨烯納米條帶的研究主要是實(shí)驗(yàn)測(cè)量和模擬,對(duì)于在應(yīng)力作用下,如“應(yīng)變工程”的調(diào)制方面,其理論模型還比較缺乏。而且,對(duì)于在不同寬度和在任意方向的應(yīng)力作用下的石墨烯納米條帶,其電輸運(yùn)性能變化

2、的物理機(jī)制還不清楚。因此,在本論文的工作中,我們首先基于第一性原理分子動(dòng)力學(xué)方法模擬了兩類不同構(gòu)型的石墨烯納米條帶寬度依賴的斷裂強(qiáng)度。然后利用原子鍵弛豫理論方法,建立了尺度依賴的石墨烯納米條帶的斷裂模型,從原子層次詳細(xì)分析了原子鍵參數(shù)變化對(duì)石墨烯斷裂性能的影響。第三,對(duì)不同構(gòu)型的石墨烯納米條帶的I-V性能變化進(jìn)行了計(jì)算并詳細(xì)討論了其變化的物理機(jī)制。取得的主要進(jìn)展如下:
  (1)采用了基于密度泛函理論(DFT)的第一性原理計(jì)算方法

3、,模擬了兩種不同構(gòu)型的石墨烯納米條帶的斷裂性能,發(fā)現(xiàn)條帶寬度極大影響斷裂強(qiáng)度,且鋸齒型石墨烯納米條帶的斷裂應(yīng)變大于扶手椅型石墨烯納米條帶;同時(shí),建立了基于鍵弛豫思想的理論模型,深入分析了斷裂強(qiáng)度的尺度效應(yīng)。
  (2)采用基于DFT的第一性原理計(jì)算了兩種不同構(gòu)型的石墨烯納米條帶的電輸運(yùn)性能,詳細(xì)分析了I-V曲線在單軸張應(yīng)力作用的變化情況。計(jì)算結(jié)果表明:當(dāng)鋸齒型石墨烯納米條帶的寬度為奇數(shù)時(shí),電流與偏壓成正比的線性關(guān)系;當(dāng)寬度為偶數(shù)時(shí)

4、,在偏壓小于閥值偏壓(大約為1.6V)時(shí),電流很小,隨著偏壓絕對(duì)值的增加,直到偏壓大于閥值偏壓時(shí),電流才開始增加。而對(duì)于扶手椅型石墨烯,寬度N=3P+2的納米條帶表現(xiàn)出半金屬性質(zhì),而寬度為N=3P、3P+1的納米條帶表現(xiàn)出半導(dǎo)體性質(zhì)。
  (3)在上述基礎(chǔ)上,計(jì)算了不同方向應(yīng)力作用的石墨烯條帶的I-V性能。我們發(fā)現(xiàn):對(duì)于兩種構(gòu)型的石墨烯納米條帶都有同樣的規(guī)律:當(dāng)應(yīng)力較小時(shí),橫向拉伸會(huì)降低納米條帶的電輸運(yùn)性能,而縱向拉伸會(huì)使納米條帶

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