フレキシブルエレクトロニクスへの応用に向けた水駆動グラフェンしわライフサイクルの包括的理解:計算研究【JST・京大機械翻訳】

Kashyap Jatin; Yang Eui-Hyeok; Datta Dibakar

プレプリント

J-GLOBAL ID：202202212395620608 整理番号：22P0097043

フレキシブルエレクトロニクスへの応用に向けた水駆動グラフェンしわライフサイクルの包括的理解:計算研究【JST・京大機械翻訳】

Comprehensive understanding of water-driven graphene wrinkle life-cycle towards applications in flexible electronics: A computational study

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発行年： 2020年01月02日プレプリントサーバーでの情報更新日： 2020年01月02日
JST資料番号： O7000B 資料種別：プレプリント
記事区分：プレプリント発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

グラフェンナノリボン(GNR)および他の二次元(2D)材料における皺の存在は,それらの機械的,電子的,光学的性質を著しく変化させ,それは有益または有害である。実験的に,GNRの通常用いられる成長過程中に,周囲湿度から供給される水分子がGNRと基板の間に拡散できることが観察された。水拡散はGNRの皺形成を引き起こし,その性質に影響する。さらに,拡散した水は最終的に乾燥し,Wrinkledグラフェンナノリボン(WGNR)の幾何学だけでなくその特徴にも変化をもたらした。これらの現象の計算解析は,現象の原子レベルの理解を提供できる。したがって,本研究では,分子動力学(MD)シミュレーションを行って,GNRとその基板の間の水拡散と蒸発をモデル化し,皺形成と動力学に及ぼすそれらの影響を検討した。さらに,密度汎関数理論(DFT)ベースの解析を用いて,皺形状の変化に起因するWGNRの電子構造の違いを特性化した。本研究は,初期分布皺が合体する傾向があり,その配置が初期皺形状および拡散水の量に依存する局所化皺を形成する傾向があることを明らかにした。皺構成は乾燥時に変化し,一方,完全乾燥までは静的であった。局所皺の移動は,3つの基本モード,曲げ,座屈,および滑りの組合せである。応力解析は,最大応力が皺の基礎にあり,その大きさは常に塑性限界以下であることを明らかにした。DFTの結果は,フレキシブルエレクトロニクスにおける応用に対する電子流の方向を制御するためのしわの使用の可能性に関する洞察を提供する。【JST・京大機械翻訳】

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炭素とその化合物

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