| 摘要 | 第3-5页 |
| ABSTRACT | 第5-6页 |
| 第一章 绪论 | 第9-21页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第9页 |
| 1.2 石墨烯的制备与应用 | 第9-13页 |
| 1.2.1 石墨烯的制备 | 第10-11页 |
| 1.2.2 石墨烯的应用 | 第11-13页 |
| 1.3 蓝宝石性能 | 第13-14页 |
| 1.4 石墨烯研究现状 | 第14-16页 |
| 1.4.1 生长机理研究 | 第14-15页 |
| 1.4.2 计算机模拟研究 | 第15-16页 |
| 1.5 蓝宝石上石墨烯的生长研究 | 第16-17页 |
| 1.6 计算软件 | 第17-18页 |
| 1.6.1 Materials Studio | 第17页 |
| 1.6.2 VASP | 第17-18页 |
| 1.6.3 其他软件 | 第18页 |
| 1.7 本课题的目的、意义及内容 | 第18-21页 |
| 1.7.1 课题研究的目的、意义 | 第18-19页 |
| 1.7.2 课题主要研究内容 | 第19-20页 |
| 1.7.3 模拟技术路线图 | 第20-21页 |
| 第二章 计算的基本原理与方法 | 第21-29页 |
| 2.1 第一性原理计算方法概述 | 第21页 |
| 2.2 密度泛函理论（DFT） | 第21-25页 |
| 2.2.1 Hobenberg-Kohn定理 | 第22-24页 |
| 2.2.2 Kohn-Sham方程 | 第24-25页 |
| 2.3 Castep软件包功能特点 | 第25-26页 |
| 2.4 计算模拟参数设定 | 第26-29页 |
| 2.4.1 截断能E_(cut)与倒易点阵K点收敛性测试 | 第26-27页 |
| 2.4.2 吸附能计算 | 第27-29页 |
| 第三章 蓝宝石衬底结构 | 第29-39页 |
| 3.1 计算模型 | 第29-30页 |
| 3.2 衬底表面结构分析 | 第30-32页 |
| 3.2.1 表面结构弛豫 | 第30-31页 |
| 3.2.2 表面结构参数 | 第31-32页 |
| 3.3 衬底电子结构分析 | 第32-36页 |
| 3.3.1 表面态计算 | 第32-33页 |
| 3.3.2 态密度分析 | 第33-34页 |
| 3.3.3 表面电子密度 | 第34-36页 |
| 3.4 衬底刻蚀机理 | 第36-38页 |
| 3.4.1 刻蚀基团及原子 | 第36-37页 |
| 3.4.2 刻蚀原理 | 第37-38页 |
| 3.5 小结 | 第38-39页 |
| 第四章 CH_4在蓝宝石表面的分解 | 第39-53页 |
| 4.1 计算模型和参数设定 | 第39-40页 |
| 4.2 CH_4在衬底上的吸附 | 第40-44页 |
| 4.2.1 吸附构型 | 第41-42页 |
| 4.2.2 态密度分析 | 第42-44页 |
| 4.3 CH_3、CH_2、CH基团的吸附位及构型 | 第44-47页 |
| 4.3.1 吸附位及构型 | 第44-45页 |
| 4.3.2 布局电荷分析 | 第45-46页 |
| 4.3.3 差分电荷密度分析 | 第46-47页 |
| 4.4 C、H原子吸附及构型 | 第47-50页 |
| 4.4.1 吸附构型 | 第48-49页 |
| 4.4.2 布局电荷分析 | 第49页 |
| 4.4.3 差分电荷密度分析 | 第49-50页 |
| 4.5 CH_4分解过程 | 第50-52页 |
| 4.5.1 分解能量变化 | 第50-51页 |
| 4.5.2 C原子在衬底表面的存在分析 | 第51-52页 |
| 4.6 小结 | 第52-53页 |
| 第五章 石墨烯在蓝宝石表面的形核 | 第53-61页 |
| 5.1 概述 | 第53页 |
| 5.2 形核前驱体 | 第53-55页 |
| 5.2.1 理论分析 | 第53-55页 |
| 5.2.2 能量计算 | 第55页 |
| 5.3 形核前驱体的分子动力学模拟 | 第55-57页 |
| 5.3.1 计算参数 | 第56页 |
| 5.3.2 结果分析 | 第56-57页 |
| 5.4 H_2在石墨烯生长中的作用 | 第57-59页 |
| 5.4.1 生长热力学过程 | 第57-58页 |
| 5.4.2 热力学分析 | 第58-59页 |
| 5.5 小结 | 第59-61页 |
| 结论 | 第61-63页 |
| 参考文献 | 第63-68页 |
| 攻读硕士期间成发表的论文及专利 | 第68-69页 |
| 致谢 | 第69-70页 |