بررسی اثر نقص هندسی و حذف اتم در ساختار ترکیبی گرافن- نیترید کربن به روش شبیه سازی دینامیک مولکولی

در این مقاله، خواص مکانیکی ساختار ترکیبی گرافن-نیترید کربن با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی مورد بررسی قرار گرفت. حذف اتم های کربن و نیتروژن و حضور نقص های دایروی با قطرهای مختلف مطالعه شد. با استفاده از پتانسیل ترسوف، نقص دایروی با قطرهای ۱/۸، ۶/۱۰، ۴/۱۶ و ۲/۲۴ آنگستروم در دو راستای آرمچیر و زیگزاگ مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان داد که خواص مکانیکی ساختار ترکیبی از ساختارهای گرافن و نیترید کربن به صورت جداگانه، پایین تر است. همچنین، حذف اتم های نیتروژن اثر بیشتری بر خواص مکانیکی داشت. افزایش قطر نقص دایره باعث کاهش مدول یانگ از ۲۳/۸۰۲ گیگاپاسکال به ۳۴/۶۸۱ گیگاپاسکال در راستای آرمچیر شد. همچنین، مقدار تنش شکست به ترتیب ۱۹/۳۱ و ۱۵/۴۵ درصد در راستای زیگزاگ و آرمچیر کاهش یافت. نتایج این مطالعه نشان داد که نانوصفحات ترکیبی گرافن-نیترید کربن را می توان به عنوان یک ساختار امیدوارکننده برای کاربردهای مکانیکی و الکتریکی معرفی کرد.

کلیدواژه ها:

گرافن ، نیترید کربن ، دینامیک مولکولی ، خواص مکانیکی ، نانوساختار