论文部分内容阅读
石墨烯纳机电谐振器作为一种典型的纳机电(NEMS)器件,具有超高的机械谐振频率、极低功耗、高灵敏度等优点,有望在高频信号处理、通信等领域得到广泛应用。气体阻尼是影响其工作特性的重要因素,基于此本文针对石墨烯纳米带在气体阻尼环境下的动态特性进行了分析和研究。本文主要工作如下:首先,对纳机电系统和石墨烯谐振器的国内外研究现状进行了综述,并介绍了本文研究所涉及的相关知识及方法。然后,基于半连续体理论对气体压强条件下的纳谐振器进行了理论建模以及数值计算,在此基础上推导出气体压强条件下石墨烯纳米带的谐振频率。接着,介绍了分子动力学模拟的定义及基本原理,并对分子动力学模拟的势函数、系综、求解算法等几个重点要素进行了详细的阐述,给出了研究谐振特性的分子动力学仿真流程。最后,采用分子动力学方法针对气体阻尼条件下的石墨烯纳米带进行了弛豫、应力加载以及动态谐振等仿真过程,通过对比,推导出气体阻尼条件下石墨烯纳米带谐振频率与气体压强、品质因数和梁的长度之间的对应关系。本文通过对气体环境下石墨烯纳米带谐振特性的研究,将为石墨烯谐振器的设计、制作和现实应用打下良好的理论和实验基础。