磷烯和少层黑磷的优越机械柔韧性
材料科学
2014-07-02 v1
摘要
最近制备的二维磷烯晶体结构在电子学应用中显示出巨大潜力。机械应变已被证明能够显著改变磷烯和少层黑磷的电子性质。在这项工作中，我们采用第一性原理密度泛函理论计算来探索磷烯的力学性质，包括理想拉伸强度和临界应变。结果发现，单层磷烯在锯齿形和扶手椅方向分别可承受高达27%和30%的拉伸应变。磷烯的这种巨大应变极限源于其独特的褶皱晶体结构。我们发现，沿扶手椅方向施加的拉伸应变拉伸了磷烯的褶皱，而不是显著延长P-P键长。受影响的二面角大幅降低了所需的应变能。与其他二维材料如石墨烯相比，磷烯表现出优越的柔韧性，杨氏模量小一个数量级。这在实际的大应变工程中尤其有用。此外，还探索了磷烯的各向异性性质。我们推导了一个通用模型来计算二维系统沿不同方向的杨氏模量。
引用
@article{arxiv.1403.7882,
title = {Superior mechanical flexibility of phosphorene and few-layer black phosphorus},
author = {Qun Wei and Xihong Peng},
journal= {arXiv preprint arXiv:1403.7882},
year = {2014}
}
备注
15 pages, 2 tables, 3 figures