课题基金基金详情
石墨烯涟漪的形成能及石墨烯表面起伏对其性质的影响
结题报告
批准号:
11374310
项目类别:
面上项目
资助金额:
95.0 万元
负责人:
欧阳钟灿
学科分类:
A2011.表面界面与低维物理
结题年份:
2017
批准年份:
2013
项目状态:
已结题
项目参与者:
牟维华、邓礼、孟凡龙
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中文摘要
石墨烯是由一层碳原子通过共价键连接而形成的"膜"。石墨烯碳膜有明显的起伏,这种起伏是石墨烯的内禀性质,它使得石墨烯可以在室温下稳定存在。在一定的条件下石墨烯可以有不同的稳定的起伏状态,比如周期性的涟漪。为了从理论上研究石墨烯的起伏对石墨烯的性质的影响, 本项目计划发展膜的弹性理论,借助非平衡分子动力学模拟和Jarzynski等式,研究石墨烯涟漪的形成能,给出石墨烯涟漪形成能的简洁理论模型。再进一步研究外场如何影响石墨烯的起伏状态。最后本项目还将分析控制石墨烯起伏对实现石墨烯器件功能的意义。
英文摘要
Graphene is a carbon membrane formed by one layer of carbon atoms connected by covalent bonds. Undulations of membrane, which make the graphene stable at room temperature, is an intrinsic property of graphene. In particular, the formation of periodical ripple under certain conditions is one of the most attractive undulation phenomena. To theoretically understand the effect of undulations to the properties of graphene, we will develope the elastic theory of membrane for graphene, obtain the compact model of ripple's formation energy based on the results of non-equilibrium molecular dynamic simulations with the application of Jarzynski equality. We will also study how the external fields influence the undulations of graphene, as well as the physical implications of controllable undulations to the graphene devices.
结题摘要:在本基金项目执行过程中,我们围绕石墨烯弹性性质这一中心议题,运用项目负责人自己发展起来的,已得到国际纳米力学界公认的碳纳米材料弹性膜理论,在与石墨烯和碳纳米管弹性有关的课题研究中取得了一系列成果,包括发表3篇SCI检索论文。..我们主要研究方法是从实际问题出发,根据基本的物理原理建立理论模型,运用数学方法,得到解析结果,并辅以数值计算,达到解决实际的问题的目标。我们对所做的理论研究,掌握全部的技术细节,在方法上自成体系。..我们和国际著名碳纳米材料学家Dresselhaus教授合作,为一个正在研制中的碳纳米管纳米器件进行了理论建模和分析,为实验家提供理论指导。我们的合作文章为Dresselhaus教授生前完成的最后合作工作之一。我们还和Dresselhaus教授等实验家合作,对扭曲的双层石墨烯中的低频拉曼光谱进行了理论分析,用拉曼光谱方法研究扭曲双层石墨烯的弹性性质。..作为二维弹性膜理论的应用,我们也研究了和石墨烯材料有相似之处的血红细胞膜和其他二维弹性材料。..通过本基金项目的执行,我们运用弹性膜理论解决了和石墨烯弹性有关的问题,加深了对石墨烯及类似二维弹性材料的认识和理解,在解决问题的同时,也发展了这一理论方法,拓展了它的适用范围。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Designing a Double-Pole Nanoscale Relay Based on a Carbon Nanotube: A Theoretical Study
基于碳纳米管的双极纳米级继电器设计:理论研究
DOI:10.1103/physrevapplied.8.024006
发表时间:2017-08
期刊:Physical Review Applied
影响因子:4.6
作者:Mu Weihua;Ou-Yang Zhong-Can;Dresselhaus Mildred S.
通讯作者:Dresselhaus Mildred S.
Shape transition of unstrained flattest single-walled carbon nanotubes under pressure
无应变扁平单壁碳纳米管在压力下的形状转变
DOI:10.1063/1.4863455
发表时间:2013-12
期刊:Mesoscale and Nanoscale Physics
影响因子:--
作者:Weihua Mu;Jianshu Cao;Zhong-can Ou-Yang
通讯作者:Zhong-can Ou-Yang
Observation of Low-Frequency Combination and Overtone Raman Modes in Misoriented Graphene
定向错误石墨烯中低频组合和泛音拉曼模式的观察
DOI:10.1021/jp411573c
发表时间:2014-02
期刊:Journal of Physical Chemistry C
影响因子:3.7
作者:Wu Juanxia;Xu Hua;Mu Weihua;Xie Liming;Ling Xi;Kong Jin;Dresselhaus Mildred S.;Zhang Jin
通讯作者:Zhang Jin
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