纳米线杨氏模量的尺度效应及其内在机理研究

项目名称： 纳米线杨氏模量的尺度效应及其内在机理研究

项目编号： No.11404235

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 李慧

作者单位： 太原理工大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 纳米线杨氏模量这一力学性能参数是评价纳米器件实用化的重要指标。研究发现杨氏模量随纳米线尺度的变化趋势多样，其物理本质也众说纷纭，主要集中在表面效应和内部弹性变形两种原因。然而，决定杨氏模量随尺度变化的因素以及在不同尺度下表面效应与内部模量对杨氏模量的决定作用并未十分清楚。本申请拟从杨氏模量与原子势函数的关系出发，提出杨氏模量与键能、键长及晶向之间的本质关联，进而对杨氏模量尺度效应及其物理本质进行原子水平分析。本申请拟采用热力学理论和分子动力学计算相结合的研究方法，构建键能、键长的尺度依赖模型，探索二者与晶向的关系，发展纳米线杨氏模量的热力学模型，加以计算模拟，阐明杨氏模量随尺度变化的规律；通过计算纳米线不同位置上原子的键能、键长，结合理论模型定量表面原子模量和内部原子模量，明确表面效应与内部模量在不同尺度下对杨氏模量的贡献，揭示引起杨氏模量尺度效应的物理本质，为纳米器件的应用提供理论依据。

中文关键词： 杨氏模量；尺度效应；原子势；表面模量；键能

英文摘要： As a mechanical property, Young’s modulus of nanowires is an important parameter for the application of nanodevices. In many researches, there is a complicate change tentency with size for Young’s modulus of nanowires, and there also have some the physica

英文关键词： Young's modulus；size effect；interatomic potential；surface modulus；bond energy