受限于硅材料特性的限制,硅基器件的发展空间已较为有限。而以碳化硅为代表的宽禁带半导体器件适合于高温、高压和高频的场合,有助于电子系统的效率和功率密度的提升。本文针对第三代半导体材料碳化硅在功率器件异质结构的应用问题,采用分子动力学方法对比研究了碳化硅/石墨烯异质界面在不同因素影响下的热-力学特性。主要结论如下:（1）构建三明治石墨烯/碳化硅异质界面,采用非平衡态分子动力学方法研究不同温度、尺寸、缺陷率对界面热导的影响。研究表明界面热导均随温度升高而增大,但共价键作用下的异质界面热导要高于范德华作用力下的界面热导。异质结构的界面热导随着碳化硅层数的增加而降低,当层数从10层增加到20层时界面热导下降30.5%。空位缺陷的引入可以有效提高界面热导,界面热导随着碳化硅和石墨烯缺陷率的增加均先升高再降低。300K时当碳化硅和石墨烯缺陷率分别为20%和35%时界面热导达到最大值。（2）构建单层石墨烯/碳化硅异质界面,研究四种石墨烯本征缺陷:点缺陷、面外碳原子、单空穴和多空穴缺陷对热导率的影响。发现热导率随着四种本征缺陷的引入而降低。其中单空穴缺陷对热导率和石墨烯声子态密度的影响最大,面外碳原子对热导率的影响程度与方向有关。多空穴对热导率的影响与单空穴类似,而点缺陷影响则较小。此外还研究了表面氢化的单层石墨烯对碳化硅纳米带热导率的影响。在zigzag和armchair两个方向上,当氢化率从0%增加到1%时热导率均升高,随后随氢化率增加而降低,在氢化率为1%时,热导率分别增强了4.8%和7.5%。（3）基于分子动力学方法对三种不同的模型进行了拉伸模拟,研究碳化硅纳米带、碳化硅/石墨烯、石墨烯/碳化硅/石墨烯界面结构在不同方向上的杨氏模量和临界应力,并研究不同碳化硅厚度、温度和应变率下异质界面的力学性能。研究结果表明:在碳化硅表面添加石墨烯层可以显著提升碳化硅材料的杨氏模量和临界应力值。在温度300K和碳化硅厚度为1.69nm的情况下,Gr/Si C和Gr/Si C/Gr两种界面结构相较于Si C纳米薄膜,在armchair方向的杨氏模量分别增强了49.2%和128.2%。杨氏模量和临界应力均随着碳化硅厚度的增加而降低。温度的升高会使得由石墨烯/碳化硅组成的异质界面的力学性能下降,而应变率的增加对异质界面的杨氏模量几乎是没有影响的,但会略微影响临界应力的值。本文的研究结果表明通过尺寸效应和缺陷工程等可以对异质界面的热-力学特性进行调控,有利于以碳化硅为基础的微纳器件设计。