ارائه روشی هندسی-تحلیلی برای محاسبه‌ی مدول‌های بین لایه‌ای در گرافن دو لایه

Abstract

در این پژوهش، با استفاده از مدل‌سازی پیوندهای واندروالسی بین دو لایه گرافن بر اساس تابع پتانسیل لنارد- جونز، مدول کششی- فشاری و مدول برشی بین لایه‌ای یک گرافن دو لایه به صورت تحلیلی محاسبه شده است. با تغییرات پارامتر عمق پتانسیل در تابع پتانسیل لنارد- جونز، که نشان دهنده قدرت پیوند می‌باشد، مدلی برای محاسبه‌ی مدول‌های درون صفحه‌ای و برون صفحه‌ای پیوندهای واندروالسی گرافن دو لایه ارائه شده است. هندسه‌ی یک گرافن دو لایه (آرمچیر یا زیگزاگ بودن و نحوه قرار گرفتن لایه‌ها بر روی یکدیگر) و مقدار پارامتر عمق پتانسیل دو پارامتر تعیین کننده در محاسبه مدول‌های پیوندهای واندروالسی می‌باشد. اساس این روش، حرکت دادن یک لایه گرافن بر روی دیگری و اندازه گیری تنش‌ها و کرنش‌های درون صفحه‌ای و برون صفحه‌ای می‌باشد. تمامی حرکت‌های لایه‌های گرافن نسبت به یکدیگر به گونه‌ای فرض شده است که تغییرات تنش و کرنش در ناحیه خطی بوده و شکست یا ایجاد پیوند جدید به سبب حرکت نسبی دو لایه رخ ندهد. برای اعتبارسنجی و بررسی دقت روش پیشنهاد شده، مقایسه‌ای بین نتایج بدست آمده از این روش با آنچه در مراجع گزارش شده است انجام گرفته است و صحت و دقت این روش تائید شده است. در انتها، برای تعدادی از پارامترهای عمق پتانسیل که در مقالات گزارش شده است، مدول برشی در دو راستای زیگزاگ و آرمچیر و برای دو لایه چینی ABA و AAA به همراه مدول کششی- فشاری محاسبه شده و رابطه‌ای فرم بسته برای محاسبه این مدول‌ها بر حسب پارامتر عمق پتانسیل ارائه شده است.