石墨烯是目前最具應(yīng)用前景的納米材料之一,六方氮化硼(h-BN)具有與石墨烯相似的蜂窩狀結(jié)構(gòu)。由石墨烯和h-BN構(gòu)成的層狀異質(zhì)二維材料具有獨(dú)特的性質(zhì),其在未來(lái)的電子功能器件和光電器件等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。本文通過(guò)基于密度泛函理論的第一原理計(jì)算方法和力學(xué)建模對(duì)石墨烯/h-BN異質(zhì)結(jié)構(gòu)的界面相互作用及少層石墨烯和氮化硼褶皺的力電耦合性能進(jìn)行了深入的研究,揭示了表面功能化對(duì)石墨烯/h-BN異質(zhì)結(jié)構(gòu)界面摩擦性能的影響規(guī)律和少層石墨烯和氮化硼起皺力學(xué)行為對(duì)電學(xué)性能的作用機(jī)制。本文的研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)如下:(1)表面功能化對(duì)石墨烯/h-BN異質(zhì)結(jié)構(gòu)的界面摩擦影響:我們的第一原理計(jì)算表明吸附的氟和氧原子能夠顯著地抑制了層間靜電和范德華(vdW)相互作用,使得表面氟化和氧化可以顯著地降低公度的石墨烯/h-BN異質(zhì)結(jié)構(gòu)的界面摩擦。同時(shí)我們建立的相應(yīng)的Registry Index模型進(jìn)一步揭示了氟原子和氧原子在影響層間滑動(dòng)摩擦性能的作用之間的差異,并預(yù)測(cè)了大規(guī)模氧化石墨烯/h-BN異質(zhì)結(jié)構(gòu)體系中會(huì)出現(xiàn)層間超潤(rùn)滑。(2)少層石墨烯和h-BN褶皺的力電耦合:我們通過(guò)第一原理計(jì)算和連續(xù)介質(zhì)力學(xué)建模研究了少層石墨...

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1尖端被抬升后石墨烯片自縮回運(yùn)動(dòng)示意圖以及分別在掃描電子顯微鏡和光學(xué)顯微鏡觀察到的該過(guò)程

墨烯片自縮回運(yùn)動(dòng)示意圖以及分別在掃描電子顯微鏡和維晶體形成的層狀范德華異質(zhì)材料具有獨(dú)特的物理烯和h-BN基底之間公度狀態(tài)與非公度狀態(tài)之間的過(guò)

圖1.2石墨烯層間堆垛關(guān)系對(duì)石墨烯層間摩擦力的影響

非公度的石墨烯片層中通過(guò)去除一個(gè)原子產(chǎn)生的5~7個(gè)缺陷圖1.2石墨烯層間堆垛關(guān)系對(duì)石墨烯層間摩擦力的影響[18]。過(guò)使用近些年發(fā)展起來(lái)的Registry-Index(RI)的概念模型定配度并模擬出層間滑動(dòng)能量波動(dòng)；他們的研究工作證明了在

圖1.3石墨烯摩擦原子模擬模型和結(jié)果

圖1.3石墨烯摩擦原子模擬模型和結(jié)果[20]。由懸空的還是在基底上的石墨烯，表面結(jié)構(gòu)的起伏和變化如波紋和、與基底的相互作用以及殘余應(yīng)力是石墨烯表面出現(xiàn)波紋或褶皺等Cerda等人[21]

圖1.4波長(zhǎng)和離面振幅與的關(guān)系，符號(hào)代表的是模擬結(jié)果，線代表模擬結(jié)果的最佳擬合[22]

圖1.3石墨烯摩擦原子模擬模型和結(jié)果[20]�？盏倪�是在基底上的石墨烯，表面結(jié)構(gòu)的起伏和變化如基底的相互作用以及殘余應(yīng)力是石墨烯表面出現(xiàn)波紋或a等人[21]通過(guò)使用基本幾何學(xué)和彎曲拉伸等力學(xué)理論推即褶皺的波長(zhǎng)ηЪ，其中是材料的剛度，褶皺的

本文編號(hào)：3904557