半导体核壳纳米线中的应变

我们计算了闪锌矿结构核壳纳米线中的应变分布。我们同时使用连续弹性理论和原子模型，并考虑了有限长和无限长纳米线。原子价力场(VFF)模型假设较少，但其计算效率低于有限元(FEM)连续弹性模型。基于这两种模型得到的核壳纳米线应变分布的普遍性质吻合良好。这种吻合表明，尽管在许多情况下基于VFF模型的计算在计算上是可行的，但连续弹性理论足以描述大型核壳纳米线结构中的应变分布。我们发现，除了靠近端部的区域外，无限长纳米线得到的应变分布是有限长纳米线应变分布的极好近似。因此，除非边缘效应重要，否则我们最高效的计算模型——为无限长纳米线开发的有限元连续弹性模型——就足够了。我们对应变分布进行了全面讨论。我们发现核心中的静水应变由轴向应变分量$\varepsilon_{\z \z}$主导。我们还发现，尽管各个应变分量具有复杂结构，但静水应变显示出更简单的结构。所有面内应变分量大小相近。非平面非对角应变分量($\varepsilon_{\x \z}$和$\varepsilon_{\y \z}$)很小但不为零。因此，材料不仅被拉伸和压缩，而且还发生扭曲。所使用的模型可推广用于研究纤锌矿纳米线结构以及多层壳纳米线。