将层间扭转角与自组装折叠石墨烯结构的几何参数相关联
介观与纳米尺度物理
2019-07-15 v1 材料科学
摘要
在外部驱动力作用下，薄膜粘合剂可以从基底上剥离、撕裂并折叠成不同的几何形状。然而，在二维材料中，正如先前对通过从基底上自发撕裂和剥离产生的折叠扭曲双层石墨烯纳米带的研究所示，这些过程可以是自驱动的。在这里，我们使用原子力显微镜技术生成并表征自然自生长的折叠纳米带结构的几何结构。纳米带宽度和层间分离的测量揭示了相似的扭转角依赖性，这可能是由双层势中的各向异性引起的。此外，数据分析显示折叠弧边缘的高度（由半径 R 参数化）与纳米带宽度之间存在意想不到的相关性，暗示了由可变横截面形状驱动的自生长过程。这些观察结果可以很好地被一个能量最小化模型描述，该模型包含了由距离依赖的 Morse 势表示的双层粘附能密度。我们得到了半径 R 与纳米带宽度之间的解析表达式，该表达式预测了重整化的弯曲刚度，并与实验观察结果高度吻合。这些几何参数之间新发现的关系为折叠扭曲双层石墨烯的定制生长提出了一种机制——这是一个包含许多有趣物理现象的平台。
引用
@article{arxiv.1904.05634,
title = {Linking interlayer twist angle to geometrical parameters of self-assembled folded graphene structures},
author = {Johannes C. Rode and Dawei Zhai and Christopher Belke and Sung J. Hong and Hennrik Schmidt and Nancy Sandler and Rolf J. Haug},
journal= {arXiv preprint arXiv:1904.05634},
year = {2019}
}