金属纳米薄膜在石墨基底表面的动力学演化

发布时间：2017-07-26 10:16

  本文关键词：金属纳米薄膜在石墨基底表面的动力学演化

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【摘要】：采用分子动力学方法研究了金属Au和Pt纳米薄膜在石墨(烯)基底表面的动力学演化过程,探讨了金属薄膜和石墨(烯)基底间的相互作用对金属纳米薄膜在固态基底表面的去湿以及脱附的动力学演化的影响.研究结果表明,在高温下,相同层数的Au和Pt纳米薄膜在单层石墨基底表面上存在不同的去湿现象,主要表现为厚度较小的Pt纳米薄膜在去湿过程中有纳米空洞形成,而同样厚度的Au薄膜在去湿过程中没有形成空洞.Au和Pt两种金属薄膜在高温下都去湿形成纳米液滴,这些液滴最终都以一定的速度脱离基底.在模拟的薄膜厚度范围内(0.2—2.3 nm),Au和Pt纳米液滴脱离基底的速度随厚度增加表现出不同的变化规律.Pt纳米液滴的脱离速度随薄膜初始厚度的增加先增加后减少,而Au脱离速度随厚度的增加先减少,达到一个临界厚度后脱离速度突然迅速增加.利用薄膜与基底间相互作用的不同导致去湿过程中的黏滞耗散不同,定性分析了这种变化规律的原因.此外,进一步研究还发现金属液滴的脱离时间与薄膜厚度和模拟温度的依赖关系,发现脱离时间随薄膜厚度的增加而增加,随模拟温度的升高而减小.这些研究结果可以为金属镀膜、浮选、表面清洁、器件表面去湿等工业生产过程提供理论指导.
【作者单位】： 湘潭大学物理与光电工程学院;微纳能源材料与器件湖南省重点实验室;
【关键词】： 分子动力学模拟 纳米薄膜 石墨 纳米液滴
【基金】：国家自然科学基金青年基金(批准号:11204261,11204260) 长江学者和创新团队发展计划(批准号:IRT13093)资助的课题~~
【分类号】：TB383.2
【正文快照】： 1引言薄膜在固体表面的浸润性和非浸润性在化工领域具有非常重要的作用,如污水的处理、表面的润滑、汽车零部件的镀膜、表面清洁等[1-4].研究表明:薄膜在较厚时(一般大于100 nm),因重力作用可以稳定存在;而在薄膜较薄时(一般小于100 nm),薄膜由于存在表面张力梯度使得液膜变形

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