| 摘要 | 第5-7页 |
| ABSTRACT | 第7-8页 |
| 第1章 绪论 | 第12-24页 |
| 1.1 引言 | 第12页 |
| 1.2 石墨烯的基本介绍 | 第12-14页 |
| 1.3 石墨烯的实验制备与机理研究 | 第14-17页 |
| 1.3.1 石墨烯的制备 | 第14-15页 |
| 1.3.2 化学气相沉积法制备石墨烯 | 第15-16页 |
| 1.3.3 石墨烯生长机理的理论研究 | 第16-17页 |
| 1.4 石墨烯的切割与机理研究 | 第17-22页 |
| 1.4.1 石墨烯纳米条带的性质与制备方法 | 第17-19页 |
| 1.4.2 金属纳米颗粒切割石墨烯 | 第19-21页 |
| 1.4.3 金属纳米颗粒切割石墨烯机理的理论研究 | 第21-22页 |
| 1.5 本论文研究的目的和内容 | 第22-24页 |
| 第2章 多尺度模拟方法及自由能计算 | 第24-44页 |
| 2.1 多尺度模拟简介 | 第24-26页 |
| 2.2 密度泛函理论 | 第26-30页 |
| 2.2.1 密度泛函理论诞生的背景 | 第26-27页 |
| 2.2.2 密度泛函理论的基本介绍 | 第27-28页 |
| 2.2.3 交换关联泛函 | 第28-30页 |
| 2.3 分子动力学模拟 | 第30-36页 |
| 2.3.1 分子动力学模拟介绍 | 第30-33页 |
| 2.3.2 力场 | 第33-34页 |
| 2.3.3 反应力场 | 第34-36页 |
| 2.4 自由能计算 | 第36-41页 |
| 2.4.1 热力学积分 | 第37-39页 |
| 2.4.2 伞形采样 | 第39-40页 |
| 2.4.3 Metadynamics | 第40-41页 |
| 2.5 动力学蒙特卡洛模拟 | 第41-44页 |
| 2.5.1 反应速率常数的计算 | 第42-44页 |
| 第3章 镍纳米颗粒切割石墨烯的多尺度模拟 | 第44-60页 |
| 3.1 摘要 | 第44页 |
| 3.2 计算细节 | 第44-46页 |
| 3.2.1 反应分子动力学模拟 | 第44-45页 |
| 3.2.2 自由能计算 | 第45页 |
| 3.2.3 DFT计算 | 第45-46页 |
| 3.2.4 动力学蒙特卡洛模拟 | 第46页 |
| 3.3 结果与讨论 | 第46-58页 |
| 3.3.1 反应分子动力学模拟 | 第46-50页 |
| 3.3.2 自由能计算 | 第50-52页 |
| 3.3.3 第一性原理计算 | 第52-57页 |
| 3.3.4 动力学蒙特卡洛模拟 | 第57-58页 |
| 3.4 结论 | 第58-60页 |
| 第4章 甲烷在铜表面解离的自由能计算 | 第60-84页 |
| 4.1 摘要 | 第60页 |
| 4.2 计算细节 | 第60-63页 |
| 4.3 结果与讨论 | 第63-81页 |
| 4.3.1 CH_4和C_2H_2在Cu(111)表面的吸附与解离 | 第63-66页 |
| 4.3.2 CH_4和C_2H_2在Cu(111)的分子动力学模拟 | 第66-69页 |
| 4.3.3 CH_4和C_2H_2在Cu(111)表面解离的自由能方法对比 | 第69-75页 |
| 4.3.4 Metadynamics模拟计算CH_4和C_2H_2在Cu(111)表面解离 | 第75-81页 |
| 4.4 结论 | 第81-84页 |
| 第5章 镍原子在氮掺杂的石墨烯上的吸附 | 第84-90页 |
| 5.1 摘要 | 第84页 |
| 5.2 计算细节 | 第84-85页 |
| 5.3 结果与讨论 | 第85-89页 |
| 5.3.1 镍单原子在石墨烯氮缺陷位上的吸附 | 第85-86页 |
| 5.3.2 镍二聚体在石墨烯氮缺陷位上的吸附 | 第86-89页 |
| 5.4 结论 | 第89-90页 |
| 第6章 惰性气体在二氧化硅纳米孔中的吸附和扩散 | 第90-96页 |
| 6.1 摘要 | 第90页 |
| 6.2 计算细节 | 第90-91页 |
| 6.3 结果与讨论 | 第91-94页 |
| 6.3.1 水和惰性气体分子在纳米孔内的吸附 | 第91-93页 |
| 6.3.2 水和惰性气体分子在纳米孔内的扩散 | 第93-94页 |
| 6.4 结论 | 第94-96页 |
| 全文的总结与展望 | 第96-98页 |
| 参考文献 | 第98-108页 |
| 致谢 | 第108-110页 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 | 第110页 |
