纳米尺度的固有裂纹非递关系

我们揭示了固有裂纹非递关系，即裂纹阻力的方向性不对称性，在通过晶格错配界面工程的二维异质结构中表现为该现象。密度泛函理论结合机器学习分子动力学显示，键合组件晶体之间的固有晶格错配在裂尖处刻画出非对称的预应力状态，从而通过电荷重新分布支配键断裂阈值。失效准则遵循标准指数规模定律：在归一化电荷密度与键应之间呈指数关系，与键合化学和局部原子环境无关。非递关系的大小随晶格错配的系统性放大，达到 10% 错配时的 49%。跨六角、方、矩形和斜向二维晶格的验证确认了其普遍性，确立了界面应力工程作为从电子结构到纳米尺度失效之间桥接的通用设计原理，使对抗损伤的纳米结构的合理设计成为可能。