超薄金属性过渡金属硫族化物的高弹性与高强度
材料科学
2021-03-08 v1
摘要
过渡金属硫族化物(TMDCs)的力学性质与其在柔性电子学中的预期应用相关。迄今为止，焦点一直集中在半导体性TMDCs上，主要是MoX2和WX2（X=S, Se），因其在光电子学中的潜力。为补充柔性光电子学中的半导体性TMDCs，需要对金属性TMDCs弹性性质的全面理解。因此，金属性TMDCs的力学测试对相关应用的实现至关重要。在此，我们报道基于原子力显微镜的纳米压痕测量对超薄2H-TaS2晶体的研究，以阐明金属性TMDCs的拉伸与断裂。我们探究了厚度从3.5 nm到12.6 nm不等的2H-TaS2的弹性性质，发现杨氏模量独立于厚度，值为85.9 ± 10.6 GPa，低于迄今报道的半导体性TMDCs。我们确定断裂强度为5.07 ± 0.10 GPa，为杨氏模量的6%。该值与其他TMDCs相当。我们使用第一性原理计算来深入理解2H-TaS2中测得的高弹性。我们还对少量1T-TaTe2、3R-NbS2和1T-NbTe2样品进行了测量，并将第一性原理计算扩展至这些材料，以更深入理解金属性TMDCs的弹性与断裂性质。本工作表明，所研究的金属性TMDCs是作为复合材料中功能与结构元件以及柔性导电电子器件添加剂的合适候选者。
引用
@article{arxiv.2103.03524,
title = {High elasticity and strength of ultra-thin metallic transition metal dichalcogenides},
author = {Ali Sheraz and Naveed Mehmood and Mert Miraç Çiçek and İbrahim Ergün and Hamid Reza Rasouli and Engin Durgun and T. Serkan Kasırga},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.03524},
year = {2021}
}