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利用简单的超声纳米焊接技术构建碳纳米管与金属电极间的互连,具有接触阻抗小、稳定性高、机械性能强等优点。本文采用分子动力学方法对超声纳米焊接单壁碳纳米管和金属电极的过程进行了分子动力学模拟,给出了焊接过程的实时微观画面;揭示纳米焊接的机制为压紧力和超声振动的高频能量软化了金属电极原子,使其发生塑性变形所致;优化了超声加工参数,对于改进碳纳米管场效应晶体管性能及构建可靠的纳米装置来说至关重要。
Si纳米线阵列制备方面,分别在室温和大气环境下,通过EMD方法,用AgNO3和HF的水溶液成功地制备了Si纳米线阵列。接下来,用金属纳米粒子来控制Si纳米线生长,对Si的线径大小、分布以及排列程度,大致可以能够控制。并分析了用此方法大面积制备Si纳米线阵列的反应机制。
对博士期间工作进行了进一步延伸,首先采用校正的分子动力学方法研究了皮秒激光与底部自由表面单晶铜的相互作用过程及层裂动力学。发现金属内部的层裂过程经过微孔洞成核、长大并汇合三个阶段。分析了超短脉冲作用下的层裂机制为卸载波及被反射的压力波共同作用的结果。并针对其提出新颖的速度减幅技术以避免层裂的发生,将其应用于波长800nm,脉宽为120fs的超短激光蚀除单晶铜的分子动力学模拟中。分析了蚀除机制为合拉应力及内部热动能的波动,并将蚀除率模拟结果同试验结果进行了对比,发现模拟结果较高,这主要是因为试验数据来自于多个脉冲蚀除总量的平均,而分子动力学模拟基于单个脉冲加热;采用具有理想属性的辐照表面等原因也造成了模拟结果和试验结果的偏差。