基于原子论的过渡金属硫族化物单层有限变形连续体膜模型
材料科学
2022-09-14 v2
摘要
提出了一种面向过渡金属硫族化物(TMD)单层的有限变形晶体弹性膜模型。单层TMD为多层原子厚度的二维(2D)晶体膜，原子排布于三个平行表面。在本表述中，TMD膜的变形构型通过其中间面的变形映射及两个垂直于中间面的拉伸表示。采用基于晶体弹性的运动学规则，将TMD的变形键长和键角用连续体应变表达。TMD膜的连续体超弹性应变能由其原子间势导出。本构关系中还考虑了TMD两个简单晶格间的相对位移。开发了基于B样条的平滑有限元框架以数值实现该连续体膜模型。所提模型将纯2D膜(如石墨烯)的基于晶体弹性的膜理论推广至多层原子厚度的TMD晶体膜。数值结果展示了相对位移与两个法向拉伸的重要性。该基于原子论的连续体模型精确匹配了纯原子模拟预测的材料模量、复杂后屈曲变形及平衡能，并准确复现了含数千万原子的大面积TMD样品的实验结果。
引用
@article{arxiv.2202.06743,
title = {An Atomistic-based Finite Deformation Continuum Membrane Model for Monolayer Transition Metal Dichalcogenides},
author = {Upendra Yadav and Susanta Ghosh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.06743},
year = {2022}
}
备注
46 pages, 14 figures