随着柔性电子技术的不断发展,众多行业对柔性透明导体的需求日益增大,尤其是柔性显示屏和智能传感器等领域。传统的行业标准材料氧化铟锡(ITO)由于其脆性和断裂导致的导电性骤降等问题已经不能满足市场的需求,因此寻找新型的柔性透明导电材料以替代ITO是该领域的前沿方向和重要课题。许多替代材料如金属纳米线、碳纳米管、石墨烯及其复合材料等相继被提出,这些材料在柔性透明电子的应用上各有千秋。本文我们采用密度泛函理论方法,研究了0?90o弯曲角度范围内,弯曲应变下石墨烯的力学、电学和光学性质。首先,我们对构建的弯曲石墨烯结构模型进行定标计算,得到石墨烯的弯曲模量约为0.25 nN·nm,与前人报道非常一致,表明了石墨烯是一种超高柔韧性的材料。之后,我们分析了石墨烯电学性质随弯曲应变的演化过程。在弯曲过程中,由于π轨道电子的减少,扶手椅型和锯齿型石墨烯均会打开一个很小的带隙,带隙值小于0.05 eV。但在实际应用中,此带隙一般不足以破坏石墨烯的导电性。我们进一步的电导输运计算证实了这一点,不同弯曲角度下,石墨烯费米能级附近处的输运性质与平直石墨烯几乎完全相同。只有当弯曲角度大于70°时,在高能区间(约2.0 eV处)石墨烯的电导才有所下降。另一方面,虽然弯曲效应打开的带隙对石墨烯导电性影响较小,但它会带来不同于平直石墨烯的光学性质,尤其是在低光子能量区(<5.0 eV)。与平直石墨烯相比,对于平面外光偏振,弯曲后的石墨烯在0.9和4.1 eV处产生两个新吸收峰,且峰强随弯曲角度的增大而增加。这两个吸收峰是由π→π*的带间跃迁引起的,而此跃迁在平直石墨烯中是被禁止的。此外,在弯曲应变下,石墨烯在可见光区域的透光率略有降低,尤其是在约70o弯曲角时出现一个透光率的明显下降。虽然弯曲下石墨烯的透光率有所降低,但石墨烯仍保持很高的透光率,即使在90°弯曲角下,石墨烯的透光率仍可达到94%以上。总的来说,通过对弯曲石墨烯的模拟计算,我们给出了石墨烯电学和光学性质随弯曲应变的变化过程;结合弯曲应变下石墨烯的导电性和透光率谱,我们给出了一个关键的弯曲角度70°,小于此角度时,弯曲不会破坏石墨烯的柔性透明器件的性能。