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我院科研人员在二维材料力学行为研究方面取得重要进展
2018-11-19 08:19:31

泊松比是材料的基本机械性质,其表征材料在受到纵向应变时在横向上的机械(应变)响应。对于大多数材料,泊松比为正;在极少数情况下,材料具有负泊松比。当负泊松比材料纵向拉伸时,它会横向膨胀。这种不寻常的机械性能赋予负泊松比材料非凡的机械性能。近年来,二维纳米材料由于其独特的物理性质而成为材料领域的热门研究课题。为了设计具有特殊功能特性的先进纳米机电装置,开发具有优异机械性能的天然二维纳米材料已变得越来越迫切。因此,在二维材料的探索和调控中,负泊松比效应引起了研究者的广泛关注。

最近,材料研究所力量室的副教授邓俊熙与澳大利亚墨尔本大学的刘哲副教授合作,使用第一性原理计算二维IV组单硫化物MX(褶皱结构)(M=Sn,Ge和X)。在=S,Se)中发现的材料在厚度方向上具有负泊松比效应。通过深入分析,研究发现材料的泊松比特性与二维材料的独特折叠结构和电子结构密切相关。同时,在了解泊松比的微观机理的基础上,提出了电子掺杂和应变工程的方法来设计和控制二维褶皱材料的泊松比。通过电子掺杂,可以连续调节二维材料GeSe的泊松比νzy(从-0.821到0.895);通过应变工程,二维材料GeSe的泊松比νzx将为正(0.583)和负。值之间的转换(-0.433)。在这项研究中,在黑色膦的二维材料中发现了可调的负泊松比效应,这有望为具有特殊机械性能的“二维智能(材料)器件”的设计和开发提供理论指导。

本项研究成果最近以“Tunable auxetic properties in group-IV monochalcogenides monolayers”为题发表在凝聚态物理领域的国际著名期刊Physical Review B上。申博体育网站是该论文的第一作者单位和第一通讯单位,第一作者是申博体育平台一年级硕士生孔铣,论文内容是其参与前期大创实验和本科毕业设计的部分研究结果。

本研究由国家自然科学基金,港澳台学者研究基金项目,创新小组项目,创新倡议111项目2.0项目和中央高校基础研究业务费用资助。研究工作主要在我校的高计算平台上完成。

链接到该文件:https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.98.184104

TR

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