锑烯同素异形体的纳米力学

单层锑烯因其颇具前景的物理性质引起了研究界的关注。但锑烯的力学性质仍很大程度上未被探索。在这项工作中，我们通过分子动力学（MD）模拟研究了单层锑烯两种稳定相——α锑烯（α-Sb）和β锑烯（β-Sb）——的力学性质和断裂机制。我们的模拟揭示，更强的手性效应导致β-锑烯比α-锑烯具有更大的各向异性弹性行为。本文中我们聚焦于使用局部体积平均维里应力定义来研究裂纹尖端应力分布，并从裂纹线应力推导出断裂韧性。我们计算的裂纹尖端应力分布确保了线弹性断裂力学（LEFM）对含裂纹锑烯同素异形体在相当精度下直至原始结构的适用性。我们评估了温度、应变率、裂纹长度和点缺陷浓度对强度和弹性性质的影响。拉伸强度随温度、裂纹长度和缺陷百分比的增加而显著退化。弹性模量对温度变化较不敏感，但受缺陷浓度影响很大。应变率诱导强度与断裂应变之间的幂律关系。最后，我们依据裂纹扩展讨论了断裂机制，并建立了断裂机制与观测到的各向异性性质之间的联系。