张超　王东琪　孟祥瑞　潘成岭　吕思远(安徽理工大学材料科学与工程学院，淮南00)(安徽理工大学能源与安全学院，淮南00)(中国科学院高能物理研究所多学科中心，北京00049)

载能碳离子撞击石墨烯中Stone-W ales缺陷的动力学研究

张超1,2王东琪＊,3孟祥瑞2潘成岭＊,1吕思远1
(1安徽理工大学材料科学与工程学院，淮南232001)
(2安徽理工大学能源与安全学院，淮南232001)
(3中国科学院高能物理研究所多学科中心，北京100049)

采用分子动力学模拟方法，研究了载能碳离子撞击石墨烯中Stone-Wales缺陷的动力学过程，计算了Stone-Wales缺陷中初级碰撞原子的离位阈能和载能碳离子使其移位的入射阈能，并与完美石墨烯结构计算结果进行对比。通过分析初级碰撞原子与入射离子动能和势能随时间的变化关系，研究了碰撞过程中能量转移过程。研究结果表明，初级碰撞原子产生离位并最终脱离石墨烯体系的最小能量为25.0 eV。当初始动能为23.0 eV时，Stone-Wales缺陷中2个七元环共用的碳-碳键旋转90°形成了完美的石墨烯结构。此外，还发现使Stone-Wales缺陷中初级碰撞原子发生离位的载能碳离子最小入射能为41.0 eV。

石墨烯；分子动力学；Stone-Wales缺陷；碰撞；移位阈能

0　引言

石墨烯是由碳原子按照六边形进行排布的二维晶体[1]，由于独特的各向异性结构和杰出的力学性能、奇特的导电性能、优异的光学性能以及相对论量子效应[2-4]，使其在许多领域中有着广泛的应用，诸如晶体管[5-6]、太阳能电池[7]、传感器[8-9]，以及可用于制备复合材料，储氢材料和高能电容器等材料[10]。……