机械诱导的碳炔金属-绝缘体转变
材料科学
2014-07-04 v2 介观与纳米尺度物理
化学物理
摘要
第一性原理计算预测，在应变下碳炔的Peierls转变（从对称的累积烯到破缺对称的多炔结构）会随着材料被拉伸而增强。通过一个简单且具有启发性的解析模型进行解释表明，这种行为对于任意一维金属都是有效的。此外，对碳炔的非简谐量子振动结构的数值计算表明，仅零点原子振动就能消除机械自由链中的Peierls畸变，从而保持累积烯对称性。在张力作用下，Peierls二聚化的出现和增加意味着两种形式之间的定性转变，我们的计算表明这种转变发生在约3%的应变处。因此，零点振动和机械应变共同导致对称性变化，从而产生从金属态到绝缘态的转变。在任何实际实现中，重要的是该效应还通过端基的选择进行化学调控。我们的发现对于机电开关和通过应变调节带隙等应用前景广阔，并且除了碳炔本身，它们直接扩展到许多其他表现出Peierls畸变的系统。
引用
@article{arxiv.1302.7250,
title = {Mechanically induced metal-insulator transition in carbyne},
author = {Vasilii I. Artyukhov and Mingjie Liu and Boris I. Yakobson},
journal= {arXiv preprint arXiv:1302.7250},
year = {2014}
}