几何效应解释有限空位浓度下石墨烯膜的刚化
介观与纳米尺度物理
2015-08-13 v1
摘要
固体中如空位等缺陷的存在对其机械性能有显著影响。它不仅改变材料的刚度和强度，还改变其形态。后一种效应对石墨烯等低维材料极为重要。本工作中我们表明，当以有限浓度产生空位等点缺陷时，石墨烯发生膨胀。由这种面膨胀导致的扭曲几何，结合面内软化效应，预测了支撑石墨烯膜在纳米压痕测试中测得的刚度对缺陷浓度不同寻常的依赖关系，这解释了最近报道的缺陷诱导刚化现象。该机制通过解析膜模型以及原子和连续尺度数值模拟得以阐明。除了阐明实验和计算机模拟中反直觉的观察外，我们的发现还突出了缺陷调制形态工程的作用，这在设计纳米级材料和结构应用中可能非常有效。
引用
@article{arxiv.1508.02781,
title = {Geometrical Effect Explains Graphene Membrane Stiffening at Finite Vacancy Concentrations},
author = {Zhigong Song and Zhiping Xu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1508.02781},
year = {2015}
}