二维砷的超高机械拉伸性与可控拓扑相变
材料科学
2015-01-20 v1
摘要
机械拉伸性是指材料在断裂前所能承受的应变大小。具有高机械拉伸性的材料可逆地承受极端机械变形，覆盖任意表面和移动部件，被用于可拉伸显示器件、宽带光子调谐和无像差光学成像。应变可用于调控材料的能带结构，甚至诱导拓扑相变，将普通绝缘体驱动为具有非零陈数或 Z2 数的拓扑非平凡材料。在此，我们提出了一种具有超高机械拉伸性的新型二维拓扑材料——沟槽状二维砷。这种新的各向异性材料拥有 1.049 的大泊松比，大于任何已报道的无机材料；其沿扶手椅方向的超高拉伸性达 44%，据我们所知在无机材料中尚属首例。该材料的最小弯曲半径可低至 0.66 nm，与碳纳米管的半径相当。这些机械特性使其成为一种可拉伸半导体，可用于构建柔性显示器件和可拉伸传感器。轴向应变将对系统的能带结构产生显著影响，沿锯齿方向施加适当的应变可将二维砷驱动为拓扑绝缘体，其拓扑边缘态可承载无耗散自旋流和自旋转移力矩，这在自旋电子学器件（如无耗散晶体管、互连通道和自旋阀器件）中非常有用。
引用
@article{arxiv.1501.04350,
title = {Ultra-high mechanical stretchability and controllable topological phase transitions in two-dimensional arsenic},
author = {Ming Yang and Wu-Ming Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1501.04350},
year = {2015}
}