低能电子诱导下多尺度纳米表面设计原理与方法

研究目标

针对ECR（Electron Cyclotron Resonance电子回旋共振）等离子体中的电子/离子照射刻蚀与化学反应气体刻蚀中低能电子诱导下多尺度纳米表面设计原理与方法开展研究。阐明低能电子诱导下碳基纳米表面的制造原理，为碳纳米表面的设计制造提供新思想与新方法。

研究内容

1. 利用原子振动热力学方法研究格波振动能的大小与温度的关系，研究电子和声子的相互作用规律，澄清极小质量电子照射下非晶与纳晶结构转化规律，从而阐明温度与电子照射两种不同的生长条件下，纳米结构生长机制的主导因素。

2. 采用多物理场计算方法，建立离子照射或电子照射原子级理论模型，综合考征计算精度，计算时间和模型尺度等需求，基于以牛顿运动规律为计算心的经典分子动力学，并结合量子力学范畴内的密度泛函理论或紧束缚近似，模拟离子照射与电子照射下碳微纳米结构的原子尺度行为，追踪任一原子的撞击与被撞击动态过程。

3. 基于密度泛函理论模拟计算低能电子照射对石墨烯的作用机理，通过量子力学计算原子体系中电子密度的变化，精确描述碳原子共价键的产生或消亡，预测结构在照射过程中缺陷的形成或新结构的生长，以及获得照射对碳微纳米结构力学特性、电学特性等的影响与规律。

预期成果

在国际顶尖学术杂志（Phy. Rev. Lett., Nano Lett. 等）发表研究成果，建成3-5人国内领先国际知名多尺度纳米表面设计研究团队。