鞍形、扭曲和卷曲：自由站立纳米带的形状转变

调控原子级薄晶体纳米带的电子特性需要精确控制其形貌。在这里，我们对自由站立石墨烯纳米带（GNR）进行原子模拟，首先识别最小形状，然后基于经典板理论采用核心-边缘框架来量化更一般系统中宽度依赖性。弹性边缘-边缘相互作用迫使超窄纳米带保持平坦，然后在临界宽度处分叉为扭曲和弯曲形状，该临界宽度与边缘应力成反比。压缩边缘应力导致扭曲和鞍形，这些形状在分叉附近能量上不可区分。增加宽度有利于鞍形，其（纵向）纳米带曲率随宽度和边缘应力非线性变化。正边缘应力导致具有类似标度关系的平坦到卷曲转变。在边缘-边缘相互作用可忽略的大宽度下，出现波纹不稳定性，即压缩和拉伸边缘应力分别对应的边缘波纹和中线凹陷。我们的结果突出了核心-边缘框架在建立对决定晶体纳米带形貌的几何与力学之间相互作用的统一理解方面的效用。