中文摘要：

近年来，石墨烯研究备受人们的关注。石墨烯因其具有许多优异的物性，在光、电、磁、力学、生物等领域都有潜在的应用。随着石墨烯尺寸的减小，它表现出独特的量子约束及边界效应，引发了一些新的物理性质。不过，纳米级的石墨烯片难以制备，这限制了它应用于"量子点"这一半导体组件的前景。虽然经过精细加工可以将石墨烯片切割成各种形状的量子点，但石墨烯量子点的大规模直接生长一直是材料学研究的难题之一。本项目将利用第一性原理计算与分子动力学模拟方法系统研究碳化硅纳米颗粒表面石墨烯生长的动力学过程，分析碳化硅颗粒表面原子的扩散、解附等行为与石墨烯的成核、生长，以及形貌演变之间的内在关联，建立纳米颗粒表面石墨烯生长的微观物理模型，揭示其生长机制；并通过模拟获取纳米颗粒表面石墨烯的最佳生长条件、生长取向，精确调控石墨烯生长尺寸、形状及厚度，探索碳化硅纳米颗粒表面直接外延生长石墨烯量子点的方法。