含晶界磷烯的力学性能与失效行为
材料科学
2017-02-01 v1
摘要
利用密度泛函紧束缚方法，我们研究了晶界对磷烯力学性能和失效行为的影响。我们发现，具有较高 (5|7) 缺陷对密度（沿 AC 方向取向）的大角倾侧晶界强于具有较低缺陷密度的小角倾侧晶界；类似地，具有较高 (4|8) 缺陷对密度（沿 ZZ 方向取向）的大角晶界强于具有较低缺陷密度的小角晶界。失效归因于 (5|7) 缺陷对的七边形或 (4|8) 缺陷对的八边形中预应变键的断裂。大角晶界能更好地容纳七边形和八边形缺陷中的预应变键，从而导致更高的失效应力和应变。这些结果无法用 Griffith 型断裂力学准则来描述，因为该准则没有考虑键的预拉伸。有趣的是，磷烯中倾侧晶界的这些反常力学和失效特征也为石墨烯和六方氮化硼所共有，这表明它们可能是二维材料的普遍特征。本文揭示的发现可能有助于通过缺陷工程来调节磷烯的力学性能，以满足特定应用需求。
引用
@article{arxiv.1610.07340,
title = {Mechanical Properties and Failure Behavior of Phosphorene with Grain Boundaries},
author = {V. Sorkin and Y. W. Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1610.07340},
year = {2017}
}