載能粒子與石墨烯相互作用的流體動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、石墨烯的發(fā)現(xiàn)激起了人們對(duì)二維電子體系性質(zhì)研究的熱情。載能粒子與材料表面二維電子氣發(fā)生相互作用過程的研究在材料科學(xué)、固體物理、表面物理以及生物傳感器等許多領(lǐng)域都有重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
　　本文主要采用線性化的量子流體動(dòng)力學(xué)(QHD)理論，研究了載能粒子與存在絕緣基底的電子氣平面之間的相互作用過程。在第二章中，采用線性化的QHD理論，建立了載能粒子與二維電子氣平面（其下方存在著半無限大絕緣基底）相互作用時(shí)的理論模型。結(jié)合電位

2、移矢量邊界條件，得出了電子氣平面內(nèi)的感應(yīng)電子氣密度、作用在粒子上的阻止力以及側(cè)向力在直角坐標(biāo)系下的表達(dá)式。從計(jì)算結(jié)果中可以看出，當(dāng)基底介電常數(shù)增大時(shí)，電子氣密度振蕩的波長(zhǎng)將變大，粒子受到的阻止力和側(cè)向力隨粒子速度變化的曲線也將受到一定的影響。同時(shí)，當(dāng)載能粒子在二維電子氣平面與基底間運(yùn)動(dòng)時(shí)，關(guān)于基底與電子氣平面間的距離對(duì)阻止力與側(cè)向力的影響進(jìn)行了分析。在第三章中，繼續(xù)采用線性化的QHD模型，建立了載能粒子與雙層二維電子氣平面（其下方存在著

3、半無限大絕緣基底）相互作用時(shí)的理論模型。結(jié)合恰當(dāng)?shù)倪吔鐥l件，推導(dǎo)得出兩個(gè)電子氣平面內(nèi)的感應(yīng)電子氣密度、空間感應(yīng)電勢(shì)、阻止本領(lǐng)和側(cè)向力的表達(dá)式。計(jì)算結(jié)果表明，當(dāng)粒子在層狀二維電子氣平面上方運(yùn)動(dòng)時(shí)，隨著基底介電常數(shù)增加，電子氣密度與感應(yīng)電勢(shì)振蕩的波長(zhǎng)明顯變長(zhǎng)，阻止本領(lǐng)隨粒子速度變化曲線出現(xiàn)的雙峰結(jié)構(gòu)將逐漸消失。當(dāng)粒子在層狀二維電子氣平面之間運(yùn)動(dòng)時(shí)，入射粒子距離與基底相連的電子氣平面越近，介電常數(shù)對(duì)感應(yīng)電勢(shì)、阻止力以及側(cè)向力的影響越大。本文研