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凹槽铜基底表面与单层石墨烯的相互作用特性研究

张忠强 贾毓瑕 郭新峰 葛道晗 程广贵 丁建宁

凹槽铜基底表面与单层石墨烯的相互作用特性研究

张忠强, 贾毓瑕, 郭新峰, 葛道晗, 程广贵, 丁建宁
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  • 基于石墨烯二维材料的诸多应用需要将其大面积、高质量地转移到目标基底上,迫切需要了解石墨烯在剥离和转移过程中与基底之间的相互作用特性.本文采用经典分子动力学方法探索了铜基底表面凹槽的几何特征尺寸对石墨烯吸附和剥离过程中凹槽基底对石墨烯吸附作用的影响机理和规律.结果表明:对于固定边界条件下的单层石墨烯,当基底表面的凹槽宽度固定不变时,吸附过程中基底对石墨烯的吸附力随二者间距的减小,呈现先增大后减小的趋势;其最大吸附力随凹槽深度的增加而增大,而当凹槽深度继续增大至石墨烯未能吸附进入凹槽底部的临界值时,吸附力迅速减小;剥离过程中,石墨烯完全剥离的临界作用力随凹槽深度的增加同样呈现先增大后减小的趋势,且与剥离前石墨烯与凹槽基底的相互作用面积有关;当基底表面凹槽的深度固定不变时,吸附和剥离过程中石墨烯-基底之间的吸附力随间距的变化规律取决于石墨烯在基底凹槽处的稳态吸附构型.
      通信作者: 张忠强, zhangzq@ujs.edu.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:11472117,11372298)和江苏省自然科学基金(批准号:BK20140556)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-10-17
  • 修回日期:  2017-11-17
  • 刊出日期:  2018-02-05

凹槽铜基底表面与单层石墨烯的相互作用特性研究

  • 1. 江苏大学微纳米科学技术研究中心, 镇江 212013;
  • 2. 常州大学, 江苏省光伏科学与工程协同创新中心, 常州 213164;
  • 3. 大连理工大学, 工业装备结构分析国家重点实验室, 大连 116024
  • 通信作者: 张忠强, zhangzq@ujs.edu.cn
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:11472117,11372298)和江苏省自然科学基金(批准号:BK20140556)资助的课题.

摘要: 基于石墨烯二维材料的诸多应用需要将其大面积、高质量地转移到目标基底上,迫切需要了解石墨烯在剥离和转移过程中与基底之间的相互作用特性.本文采用经典分子动力学方法探索了铜基底表面凹槽的几何特征尺寸对石墨烯吸附和剥离过程中凹槽基底对石墨烯吸附作用的影响机理和规律.结果表明:对于固定边界条件下的单层石墨烯,当基底表面的凹槽宽度固定不变时,吸附过程中基底对石墨烯的吸附力随二者间距的减小,呈现先增大后减小的趋势;其最大吸附力随凹槽深度的增加而增大,而当凹槽深度继续增大至石墨烯未能吸附进入凹槽底部的临界值时,吸附力迅速减小;剥离过程中,石墨烯完全剥离的临界作用力随凹槽深度的增加同样呈现先增大后减小的趋势,且与剥离前石墨烯与凹槽基底的相互作用面积有关;当基底表面凹槽的深度固定不变时,吸附和剥离过程中石墨烯-基底之间的吸附力随间距的变化规律取决于石墨烯在基底凹槽处的稳态吸附构型.

English Abstract

参考文献 (23)

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