石墨烯是sp²雜化的碳原子通過強共價鍵鍵合形成的具有蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)的二維晶體。因其獨特的晶體結(jié)構(gòu)賦予了石墨烯諸多優(yōu)異的物理、化學(xué)性質(zhì),使得石墨烯在納電子器件、傳感器、半導(dǎo)體材料、保護涂層及能量存儲等領(lǐng)域有著非常廣闊的應(yīng)用前景。液相激光輻照法可以制備出質(zhì)量良好的石墨烯。由于該方法與傳統(tǒng)的化學(xué)氣相沉積法相比,有著工藝簡單易操控、清潔無污染等眾多優(yōu)勢,引起越來越多學(xué)者的關(guān)注。本文利用模擬與實驗相結(jié)合的方法,探究石墨烯的剝離機理,優(yōu)化實驗工藝,為激光輻照法的工業(yè)化推廣提供了理論依據(jù)。論文主要研究內(nèi)容與結(jié)論如下:(1)借助熱力學(xué)和動力學(xué)理論,分析高能激光與石墨作用的理論基礎(chǔ),包括激光輻照石墨過程中溫度和壓力分布、高溫高壓環(huán)境下石墨熔化和升華機理與等離子體演變過程。從理論上解釋了激光輻照法在液相介質(zhì)中剝離石墨烯的可行性。(2)采用基于經(jīng)驗勢的分子動力學(xué)模擬方法,對石墨烯的剝離過程進行模擬計算。運用Material Studio中的Forcite模塊,模擬激光輻照下的高溫高壓環(huán)境。通過Morphology模塊的BFDH模型,計算石墨晶體的主要形貌面。從溫度和外力兩個方面,研究石...

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1碳的同素異形體[1]

江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文1第一章緒論1.1引言碳元素能通過不同數(shù)目的原子配位形成不同的同素異形體（石墨、金剛石、石墨烯、碳納米管及富勒烯等），如圖1.1所示，各自展現(xiàn)出優(yōu)異的性能。納米結(jié)構(gòu)的碳材料有著獨特的物理和化學(xué)性質(zhì)，更是掀起了對新型碳納米材料的研究熱潮。圖1.1碳的同素異形體[....

圖1.2石墨晶體的兩種堆疊方式[3]

江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文3圖1.2石墨晶體的兩種堆疊方式[3]Figure1.2Twostackedstructuresofgraphitecrystals[3]由于石墨層間距達到了0.335nm，層與層之間只存在微弱的范德華力，片層之間容易發(fā)生滑移。這一特殊性質(zhì)使其具備良好的潤滑作....

圖1.3二維蜂窩狀結(jié)構(gòu)的單層石墨烯[1]

江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文3圖1.2石墨晶體的兩種堆疊方式[3]Figure1.2Twostackedstructuresofgraphitecrystals[3]由于石墨層間距達到了0.335nm，層與層之間只存在微弱的范德華力，片層之間容易發(fā)生滑移。這一特殊性質(zhì)使其具備良好的潤滑作....

圖1.4化學(xué)氣相沉積法裝置示意圖[10]

江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文5在膠帶法首次剝離出石墨烯后，學(xué)者們也不斷的探究出其他類型的機械剝離法。有學(xué)者嘗試用石墨在另一種固體表面摩擦而獲得石墨烯，該方法開拓了另一種典型的機械剝離法——輕微摩擦法[8]。在此基礎(chǔ)上，Y.B.Zhang.等人[9]發(fā)明了一種叫做“納米鉛筆”的裝置，再用精....

本文編號：3998169