关于悬垂石墨烯片中非经典波纹的起源

自石墨烯被发现以及随后对单原子厚度材料兴趣的爆发以来，研究其力学性质一直是一个活跃的研究领域。新的长度尺度往往需要重新思考物理定律，使得此类研究对于理解和最终利用新颖材料性质至关重要。在此，我们报道了通过扫描隧道显微镜和原子尺度模拟对悬空单层石墨烯片中纳米尺度周期性波纹的研究。不同于经典织物中发现的正弦波纹，我们发现石墨烯形成三角形波纹，其中弯曲局限于每个波纹顶点处几个晶胞尺寸量级的窄区域。这种非经典弯曲剖面导致石墨烯表现得像一种奇异的织物，无论其如何悬垂，总是以相同角度屈曲。研究这种非经典力学性质的起源，我们发现不同于薄经典织物，石墨烯片中同时发生面内和面外变形。这两种变形模式相互竞争，导致悬垂时形成应变锁定的最优屈曲构型。在电子性质上，我们看到这种面内变形产生赝电场，通过应变调制纯粹形成约 3 nm 宽的 pnp 异质结。