机械剥离单层石墨烯的强度
材料科学
2019-08-06 v1
摘要
我们详细研究了单原子厚机械剥离石墨烯的变形与断裂行为。通过机械剥离成功制备了具有不同长度、宽度和形状的单层石墨烯薄片，并将其转移到聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）梁上。通过使 PMMA 梁变形来跟踪单层石墨烯的断裂行为。借助不同应变水平下的原位拉曼mapping，由石墨烯拉曼 2D 峰的位移确定了石墨烯薄片上的应变分布。剥离石墨烯的失效机制为薄片断裂或石墨烯/聚合物界面失效。薄片的断裂由应变等高图中零应变线的出现所识别的裂纹形成来观测。研究发现单层石墨烯薄片的强度随薄片宽度增加而下降。对于大薄片，强度降至低于 10 GPa，远低于报道的单层石墨烯 130 GPa 的数值，这被认为是由于缺陷的存在。研究表明单层石墨烯中的一对拓扑缺陷会形成伪裂纹，并且利用分子力学模拟对这种缺陷对单层石墨烯强度的影响进行了建模。
引用
@article{arxiv.1903.07695,
title = {The Strength of Mechanically-Exfoliated Monolayer Graphene},
author = {Xin Zhao and Dimitrios G. Papageorgiou and Liyan Zhu and Feng Ding and Robert J. Young},
journal= {arXiv preprint arXiv:1903.07695},
year = {2019}
}
备注
16 pages, 11 figures