그라펜강화알루미니움기지복합재료(AMC)는 높은 세기와 높은 전도성을 나타내며 자동차와 항공우주분야에서 경량화와 저원가의 요구를 만족시킬수 있으며 Cu기지복합재료와 여러가지 알루미니움합금보다 우월하다.
우리는 초살창(SL)모형을 리용하여 Al/G복합재료의 기계적 및 전자적성질에 미치는 그라펜판의 영향을 연구하였다.
그림 1에서 청색의 큰 볼들은 알루미니움원자들을 나타내고 갈색의 작은 볼들은 탄소원자들을 나타내며 점선은 초살창의 단위세포를 가리킨다.
계산결과는 계면에서 새로운 화학결합이 없는 Al과 그라펜층사이의 약한 결합과 그라펜함량이 증가함에 따라 결합세기가 점차적으로 감소한다는것을 보여준다.
탄성상수들을 계산하기 위하여 우리는 응력-변형방법을 적용하였다.
부피(B), 자름(G), 양그률(E)과 같은 탄성곁수들은 그라펜함량에 따라서 2차함수적으로 증가한다는것을 발견하였다.
평면평균정전기포텐샬로부터 취한 8eV높이와 1.8의 너비를 가진 1차원 직4각형포텐샬장벽을 가정하면 투과확률은 37%로 계산되였다.
우리는 그라펜층을 삽입하면 Al/그라펜복합재료의 기계적세기는 증가하며 연성을 유지하기 위한 그라펜함량의 림계값은 14.7%라는것을 확증하였다.
이 연구결과는 잡지 《The Journal of Applied Physics Letters》에 《Influence of interposed graphene sheets on mechanical and electronic properties of Al/graphene superlattice》(https://doi.org/10.1063/5.0184043)의 제목으로 출판되였다.
