可控生长石墨烯的理论研究

项目名称： 可控生长石墨烯的理论研究

项目编号： No.21373112

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 王强

作者单位： 南京工业大学

项目金额： 80万元

中文摘要： 石墨烯是纳米科技研究领域的热门前沿课题之一。石墨烯性质和结构(形状、尺寸、边缘态和层数)的可控制备是石墨烯材料发展中的一大挑战，是困扰石墨烯实际应用的核心问题之一。基于上述问题，本项目采用密度泛函理论计算，从原子/分子层面上系统研究：1）石墨烯不同边缘态在不同合成条件下的本质生长机理。确立石墨烯不同边缘态外延生长的反应路径及其势能面、活化能，揭示石墨烯特定结构边缘态可控生长的调控机制；2）模拟计算不同石墨烯片层在不同类型催化剂（SiC、金属、金属合金和金属碳化物）表面上沉积、成核和生长的过程。揭示石墨烯"平躺式"、"站立式"、"表面催化自限制式"和"表面偏析层-层式"等生长模式的生长机理及其差异。揭示不同催化剂在石墨烯不同生长模式中的不同催化机理及催化剂对石墨烯可控生长的调控机制；3）研究光、电、磁等外场对可控生长高质量石墨烯的诱导机制。为石墨烯的有效可控制备生长和应用提供合理的解决方案。

中文关键词： 石墨烯；可控生长；生长机理；调控机制；DFT计算

英文摘要： Graphene is one of hot and cutting-edge topics for research and application in nanoscience and nanotechnology. Currently, Controllable synthesis of graphene with homogenous properties and controllable structures (sizes, edges and layers) is still a big ch

英文关键词： graphene；Controlled synthesis；growth mechanism；catalytic regulatory mechanism；DFT calculation