二维纳米膜的本征模与共振振动——石墨烯与六方氮化硼

使用全原子模型模拟了悬浮圆形石墨烯与六方氮化硼（h-BN）膜（平铺于带半径 $R$ 圆孔的平坦基底上的单层片）的自然振动与共振振荡。所用基底由石墨与 h-BN 晶体、六方冰、碳化硅 6H-SiC 及镍表面 (111) 的平坦表面构成。基底的存在导致片层横向振动频谱底部形成间隙。膜的自然振荡频率（局域于片层悬浮段的振荡）总位于此间隙中，且振荡频率随膜半径增大按 $(R+R_i)^{-2}$ 下降，其中有效半径增量 $R_i>0$ 非零。片层动力学建模表明，基底的微小周期横向位移会在接近具有圆对称性的无节点膜本征频率处引发膜共振振动。膜共振振动的能量分布具有圆对称性及若干节圆，其数目 $i$ 与共振频率序号一致。共振频率随膜半径增大按 $(R+R_i)^{\alpha_i}$ 下降，指数 $\alpha_i<2$。共振频率下降速率较低由膜振动的非谐性引起。