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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

最近几年来，石墨烯的开发和研究一直是热点问题之一。单层石墨烯的制备成功，掀起了新的碳质材料的研究热潮。单层石墨烯是以sp²杂化的碳原子形成的蜂窝状六角平面晶体，具有特殊的单原子层结构和新奇的物理性质是目前发现的最薄的材料。研究表明：单层石墨烯的弹性模量是普通钢材的5倍，强度达130 gpa，禁带宽度几乎为零，有着高透明度；石墨烯的杨氏模量和断裂强度与碳纳米管相当，它还具有分数量子霍尔效应、量子霍尔铁磁性和零载流子浓度极限下的最小量子电导率等一系列性质。在材料方面拥有很深的应用前景。

本文通过构建单层石墨烯的微观原子模型，在不同浓度空位缺陷情况下，在不同温度和速率时对单层石墨烯x,y两个方向上进行拉伸模拟实验，由模拟结果得到应力-应变曲线，再将各个条件的原子状态表现出来，观察模型的变化情况和破坏形态。通过这些数据和图像分析单层石墨烯在两个方向上的力学性能，研究其断裂机理。

国内外研究现状

最近几年来，石墨烯的开发和研究一直是热点问题之一。单层石墨烯的制备成功，掀起了新的碳质材料的研究热潮。单层石墨烯是以sp²杂化的碳原子形成的蜂窝状六角平面晶体，具有特殊的单原子层结构和新奇的物理性质是目前发现的最薄的材料。研究表明：单层石墨烯的弹性模量是普通钢材的5倍，强度达130 gpa，禁带宽度几乎为零，有着高透明度；石墨烯的杨氏模量和断裂强度与碳纳米管相当，它还具有分数量子霍尔效应、量子霍尔铁磁性和零载流子浓度极限下的最小量子电导率等一系列性质。在材料方面拥有很深的应用前景。

2. 研究的基本内容

一、构建单层石墨烯原子模型，确定晶胞的范围，石墨烯包括两种边界类型：扶手型（armchair-edge graphene nanoribbons）和锯齿型（zigzag-edge graphene nannoribbons）。

二、设定不同浓度的空位缺陷，定义力场，即选定单层石墨烯原子间的势函数：airebo势能。

三、进行拉伸模拟实验：

3. 实施方案、进度安排及预期效果

2018.12.15前：了解论文任务、研究目标和内容；

2018.12.15-2019.1.10：查阅相关文献和资料，确定论文题目，撰写任务书和开题报告；

2019.1.10-2019.2.10：进行实验准备，熟悉分子动力学模拟软件lammps的应用，构建单层石墨烯模型，从小到大进行估计，确定适当的模型大小；

4. 参考文献

[1]韩同伟.单层石墨烯薄膜拉伸变形的分子动力学模拟[j].新型炭材料，2010-8，25-2.

[2]李文华. 基于含缺陷石墨烯的纳机电谐振器分子动力学分析[d].西安电子科技大学,2018

[3]贺煜. 基于分子动力学的多晶石墨烯力学性能研究[d].西安建筑科技大学,2016.