분자동역학을 이용한 결함을 가진 구리/그래핀 복합재의 기계 및 전기적 거동에 관한 연구
- Alternative Title
- The Study of Mechanical and Electrical Behaviors in Cu/graphene Composites with Defects using Molecular Dynamics
- Abstract
- The process of handling and bonding copper (Cu) and graphene inevitably creates defects. To use Cu/graphene composites as electronic devices with new mechanicla and electrical properties, it is essential to evaluate the effect of such defects. It is important to evaluate the effect of cracks on mechanical performance and fracture behaviors in Cu/graphene composites because of the possibility of performance degradation due to the defects inevitably occurring interface. In this study, the mechanical properties and fracture behaviors of various mechanical properties were evaluated about the effect of defects. Also, the electrical properties were evaluated about the effect of defects. The molecular dynamics evaluation method (Molecular Dynamics Simulation: MDS) was used to analyze microscopic physical phenomena. From the results, stress distributions were evaluated depending on the position that the defect occurs. Density Funtional Theory(DFT) was used to evaluate the behavior of Cu/graphene composites with defects. And the Density of State(DOS) values was calculated. The analysis was implemented in the 3 kinds of models which are non-defect graphene, 2 and 4 layers Cu/graphene with defects.
- Issued Date
- 2023
- Awarded Date
- 2023-02
- Type
- Dissertation
- Publisher
- 부경대학교
- Alternative Author(s)
- Song Mi Kim
- Affiliation
- 부경대학교 대학원
- Department
- 대학원 안전공학과
- Advisor
- 권오헌
- Table Of Contents
- 1. 서 론 1
1.1 연구 배경 1
1.2 연구의 목적 9
2. 이론적 배경 12
2.1 구리/그래핀 복합재 12
2.1.1 그래핀의 제조방법 12
2.1.2 그래핀의 특성 18
2.1.3 그래핀의 결함 19
2.2 분자동역학(MDS) 22
2.3 밀도함수이론(DFT) 26
3. 해석 방법 32
3.1 해석 모델 32
3.1.1 기계적 특성 평가에 대한 해석 모델 Ⅰ 32
3.1.2 기계적 특성 평가에 대한 해석 모델 Ⅱ 35
3.1.3 전기적 특성 평가에 대한 해석 모델 Ⅲ 39
4. 결과 및 고찰 46
4.1 구리/그래핀 복합재의 기계적 특성 평가 결과 46
4.1.1 지그재그 방향 인장 해석결과 46
4.1.2 암체어 방향 인장 해석결과 56
4.1.3 두께 방향 인장 해석결과 62
4.2 결함에 따른 구리/그래핀 복합재의 기계적 특성 평가 결과 63
4.2.1 ND, GD, CD 해석에 대한 전체 평가 결과 63
4.2.2 ND 평가 결과 66
4.2.3 GD 평가 결과 70
4.2.4 CD 평가 결과 75
4.2.5 CT 평가 결과 80
4.3 전자밀도 해석 평가 결과 85
4.3.1 단일 그래핀과 구리 결과 비교 85
4.3.2 구리/그래핀 복합재의 적층수 영향 88
4.3.3 결함에 따른 영향 91
4.3.4 전자밀도 해석 결과 비교 98
4.4 구리/그래핀 복합재의 거동 비교 평가 101
4.4.1 구리/그래핀 복합재에 구리 두께가 미치는 영향 101
4.4.2 구리/그래핀 복합재에 그래핀의 결함 위치가 미치는 영향 102
5. 결론 105
참고문헌 108
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