【摘 要】
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近年来,碳素纳米材料由于其良好的性能受到了学者的广泛关注,由于具有高强度、高韧性、长宽比高等优点,碳纳米管在现代物理化学中得到了广泛的应用。但目前在碳纳米管用于互
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近年来,碳素纳米材料由于其良好的性能受到了学者的广泛关注,由于具有高强度、高韧性、长宽比高等优点,碳纳米管在现代物理化学中得到了广泛的应用。但目前在碳纳米管用于互连层时仍存在应力特性不明确、电路互连模型不精确、平面组装过程不精密等问题。本文首先通过采用自洽法求解薛定谔方程和有限元分析,分析了在量子化情况下碳纳米管的力学特性,对锯齿形,扶手椅型,手性型碳纳米管进行了应力分析。然后基于对碳纳米管的电路模型进行分析,对碳纳米管用于硅通孔的互连模型进行了建模。并基于电泳和电镀的原理,通过对碳纳米管的电泳进行仿真,分析了碳纳米管在电场作用下的运动情况。最后基于碳纳米管的电泳情况,通过对电泳模型的分析,建立了碳纳米管的极化特性建模分析。本文首先研究了在300K,600K,1200K温度下不同类型碳纳米管的应力分布情况,结果表明碳纳米管的应力主要分布于边界与两端处,同时碳纳米管的应力分布关于碳纳米管中轴成轴对称分布。然后研究了碳纳米管的电路互连模型,通过对电容,电阻和延迟参数的仿真,得到了碳纳米管在深亚微米工艺条件时的,在长度超过10μm的情况下,其电阻和载流能力优于相同横截面积的铜。并通过碳纳米管的在电场下的运动仿真,得出了碳纳米管在电场中运动趋势决定于电场分布的结论,并且其运动速度取决于电场强度。最后,对碳纳米管建立了极化模型并根据实验数据对模型进行了验证和误差分析,计算了在电泳中碳纳米管的运动趋势与受力分析情况。研究表明碳纳米管在外加电场的作用下,碳纳米管的电泳过程中半径越大的碳纳米管的电泳现象越明显。
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