基于第一性原理优化的石墨烯生长KMC模型研究
| 摘要 | 第5-7页 |
| ABSTRACT | 第7-8页 |
| 符号对照表 | 第12-13页 |
| 缩略语对照表 | 第13-17页 |
| 第一章 绪论 | 第17-29页 |
| 1.1 石墨烯的特性与应用 | 第17-22页 |
| 1.1.1 石墨烯的结构 | 第17-18页 |
| 1.1.2 石墨烯的性质 | 第18-20页 |
| 1.1.3 石墨烯的应用 | 第20-22页 |
| 1.2 石墨烯的制备方法 | 第22-25页 |
| 1.2.1 机械剥离法 | 第22页 |
| 1.2.2 氧化还原法 | 第22-23页 |
| 1.2.3 SiC外延法 | 第23-24页 |
| 1.2.4 化学气相淀积法 | 第24-25页 |
| 1.3 研究意义 | 第25-26页 |
| 1.4 国内外研究现状 | 第26-28页 |
| 1.5 本论文的研究工作及章节安排 | 第28-29页 |
| 第二章 Cu(111)表面石墨烯生长动力学研究 | 第29-47页 |
| 2.1 计算方法 | 第29-32页 |
| 2.1.1 密度泛函理论 | 第29-31页 |
| 2.1.2 过渡态理论 | 第31-32页 |
| 2.1.3 Materials Studio软件 | 第32页 |
| 2.2 金属铜衬底CVD法生长石墨烯 | 第32-35页 |
| 2.2.1 铜衬底上CVD法生长石墨烯过程 | 第33页 |
| 2.2.2 石墨烯缺陷 | 第33-35页 |
| 2.3 碳源脱氢过程 | 第35-39页 |
| 2.3.1 计算细节 | 第35页 |
| 2.3.2 甲烷脱氢过程 | 第35-38页 |
| 2.3.3 H_2刻蚀作用 | 第38-39页 |
| 2.4 碳原子在Cu衬底表面的动力学过程 | 第39-44页 |
| 2.4.1 计算细节 | 第40页 |
| 2.4.2 孤立碳原子的稳定位置 | 第40-41页 |
| 2.4.3 碳团簇在Cu(111)的热力学特性 | 第41-43页 |
| 2.4.4 碳团簇在Cu(111)的动力学特性 | 第43-44页 |
| 2.5 小结 | 第44-47页 |
| 第三章 CVD法生长石墨烯的KMC模型建立 | 第47-67页 |
| 3.1 材料生长模拟方法 | 第47-51页 |
| 3.1.1 第一性原理方法 | 第47页 |
| 3.1.2 分子动力学方法 | 第47-48页 |
| 3.1.3 蒙特卡洛方法 | 第48-50页 |
| 3.1.4 动力学蒙特卡洛(KMC)方法 | 第50-51页 |
| 3.2 化学反应动力学 | 第51-54页 |
| 3.2.1 质量作用定律 | 第51-52页 |
| 3.2.2 阿伦尼乌斯定理 | 第52-54页 |
| 3.3 Cu(111)表面晶格模型 | 第54-56页 |
| 3.3.1 Cu(111)表面坐标模型 | 第54-56页 |
| 3.3.2 周期性边界条件 | 第56页 |
| 3.4 KMC生长事件模型 | 第56-63页 |
| 3.4.1 气相输运过程 | 第57-62页 |
| 3.4.2 表面反应 | 第62-63页 |
| 3.5 KMC模拟的计算机编程 | 第63-65页 |
| 3.6 本章小结 | 第65-67页 |
| 第四章 KMC模拟结果与分析 | 第67-73页 |
| 4.1 石墨烯生长微观过程 | 第67-68页 |
| 4.2 温度对石墨烯生长的影响 | 第68-69页 |
| 4.2.1 温度对石墨烯生长速率的影响 | 第68页 |
| 4.2.2 温度对石墨烯生成质量的影响 | 第68-69页 |
| 4.3 压强对石墨烯生长的影响 | 第69-71页 |
| 4.3.1 压强对石墨烯生长速率的影响 | 第70页 |
| 4.3.2 压强对石墨烯表面形貌的影响 | 第70-71页 |
| 4.4 CH_4:H_2比对石墨烯生长的影响 | 第71-72页 |
| 4.5 本章小结 | 第72-73页 |
| 第五章 结论 | 第73-75页 |
| 5.1 研究工作总结 | 第73-74页 |
| 5.2 进一步的工作 | 第74-75页 |
| 参考文献 | 第75-83页 |
| 致谢 | 第83-85页 |
| 作者简介 | 第85-87页 |
