WC-Co硬质合金表面石墨烯沉积生长分子动力学仿真研究

对碳原子在硬质合金(WC-Co)表面的自组装及石墨烯生长过程进行了分子动力学模拟.揭示石墨烯生长中的碳原子沉积、不同长度碳链形成,以及碳链向多边形转变和石墨烯缺陷愈合及自修复过程.研究温度和碳沉积速率对高质量石墨烯生长的影响.模拟结果发现,低温生长的石墨烯缺陷较多,质量较低;高温有助于石墨烯生长,但是高温会对基底造成损伤,使生长的石墨烯表面平整度降低.较高的沉积速率,获得较高的石墨烯形核率,分布较为均匀,但是存在较多的缺陷,而低的沉积速率有助于碳原子的迁移,导致碳原子出现团聚,降低石墨烯质量.因此,选择合适的沉积温度和沉积速率有助于生长高质量石墨烯.仿真优化参数即沉积温度为1300 K,沉积速率为10 ps/C时,生长的石墨烯表面平整度较高(RMS=1.615),且保持着数目较多的基本单元(N=71),质量较好.

表面场诱导线性三嵌段共聚物薄膜的微结构及其转变规律

采用实空间自洽场理论研究了ABC对称线性三嵌段共聚物薄膜的自组装结构及其转变规律.选取具有特定聚合物参数的对称线性三嵌段共聚物,对无修饰条纹和有修饰条纹的两类薄膜受限表面情况,通过调节其薄膜表面场强度和薄膜厚度,获得了一系列新颖的聚合物薄膜微结构.研究结果表明,在无修饰条纹的单一薄膜受限情况下,共聚物趋向于形成规整有序的层状或穿孔层状结构;而在有条纹修饰情况下,共聚物在相应的条纹修饰区域下发生微相分离并趋于形成水平柱状结构.