載能粒子與石墨烯相互作用的流體動力學研究.pdf

1、石墨烯的發(fā)現(xiàn)激起了人們對二維電子體系性質(zhì)研究的熱情。載能粒子與材料表面二維電子氣發(fā)生相互作用過程的研究在材料科學、固體物理、表面物理以及生物傳感器等許多領域都有重要的理論意義和實際應用價值。
　　本文主要采用線性化的量子流體動力學(QHD)理論，研究了載能粒子與存在絕緣基底的電子氣平面之間的相互作用過程。在第二章中，采用線性化的QHD理論，建立了載能粒子與二維電子氣平面（其下方存在著半無限大絕緣基底）相互作用時的理論模型。結合電位

2、移矢量邊界條件，得出了電子氣平面內(nèi)的感應電子氣密度、作用在粒子上的阻止力以及側向力在直角坐標系下的表達式。從計算結果中可以看出，當基底介電常數(shù)增大時，電子氣密度振蕩的波長將變大，粒子受到的阻止力和側向力隨粒子速度變化的曲線也將受到一定的影響。同時，當載能粒子在二維電子氣平面與基底間運動時，關于基底與電子氣平面間的距離對阻止力與側向力的影響進行了分析。在第三章中，繼續(xù)采用線性化的QHD模型，建立了載能粒子與雙層二維電子氣平面（其下方存在著

3、半無限大絕緣基底）相互作用時的理論模型。結合恰當?shù)倪吔鐥l件，推導得出兩個電子氣平面內(nèi)的感應電子氣密度、空間感應電勢、阻止本領和側向力的表達式。計算結果表明，當粒子在層狀二維電子氣平面上方運動時，隨著基底介電常數(shù)增加，電子氣密度與感應電勢振蕩的波長明顯變長，阻止本領隨粒子速度變化曲線出現(xiàn)的雙峰結構將逐漸消失。當粒子在層狀二維電子氣平面之間運動時，入射粒子距離與基底相連的電子氣平面越近，介電常數(shù)對感應電勢、阻止力以及側向力的影響越大。本文研