超晶格纳米线自组装中的力学问题研究

发布时间：2022-02-17 18:06

　　超晶格纳米线结构在半导体、光电、热电等领域都有着极高的应用前景。实验研究发现超晶格结构可通过自组装形成,但由于自组装速度快,很难通过原位实验观测到其整个自组装过程,因此它的自组装过程及机理目前还不清晰。同时,超晶格结构可以看作一维纳米夹杂结构,研究纳米线内夹杂间弹性相互作用,对于调控超晶格纳米线的自组装有重要意义。本文研究了 Te-Ag2Te超晶格纳米线自组装过程及机理,并研究了纳米线内夹杂间弹性相互作用规律及影响因素,进一步的,我们发现外加应力可以调控纳米线内夹杂间弹性相互作用。具体工作如下:通过应力耦合浓度的相场模型,我们模拟了 Te-Ag2Te超晶格纳米线的自组装过程。我们引入一个静态序参量表征超晶格纳米线形状,用另一个序参量区分纳米线内Te和Ag2Te两相结构。通过Cahn-Hilliard方程结合smooth-boundary方法模拟体系的相变过程,借助相场微弹性理论求解体系应力分布及演化过程。通过计算系统的弹性能,我们发现纳米线内各段Te或Ag2Te间存在着近程吸引远程排斥的弹性相互作用。而对于分段结构,周期性的超晶格结构的弹性能最低,从而揭示了 Te-Ag2Te超晶格纳米... 

【文章来源】：中国科学技术大学安徽省211工程院校985工程院校

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
第1章 绪论
    1.1 超晶格纳米线结构介绍
        1.1.1 超晶格纳米线结构性质与应用
        1.1.2 超晶格纳米线结构自组装
    1.2 夹杂问题介绍
        1.2.1 宏观夹杂问题
        1.2.2 纳米尺度夹杂问题
        1.2.3 夹杂间弹性相互作用
    1.3 本文工作
第2章 Te-Ag_2Te超晶格纳米线自组装机理研究
    2.1 引言
    2.2 应力耦合浓度演化的相场模型
    2.3 Te-Ag_2Te超晶格纳米线自组装过程模拟
        2.3.1 Ag_2Te岛屿结构形成过程模拟
        2.3.2 Te-Ag_2Te无序分段结构形成过程模拟
        2.3.3 无序分段向超晶格结构转变过程模拟
    2.4 Te-Ag_2Te超晶格纳米线自组装机理研究
        2.4.1 段间弹性相互作用研究
        2.4.2 无序分段向超晶格结构转变机理研究
    2.5 本章小结
第3章 纳米线内夹杂间弹性相互作用研究及调控
    3.1 引言
    3.2 解析方法及相场模型
        3.2.1 纳米线内双夹杂问题应力和弹性能解析解
        3.2.2 相场微弹性模型
    3.3 纳米线内夹杂间弹性相互作用研究
        3.3.1 含双夹杂纳米线内应力分布
        3.3.2 夹杂间弹性相互作用及影响因素
    3.4 纳米线内夹杂间弹性相互作用调控
        3.4.1 外加径向应力调控夹杂间吸引排斥转换
        3.4.2 外加径向应力调控超晶格纳米线周期
    3.5 不同截面纳米线内夹杂间弹性相互作用研究
    3.6 本章小结
第4章 总结与展望
    4.1 总结
    4.2 创新点
    4.3 展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的研究成果



本文编号：3629870