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我院科研人員在二維材料力學行為研究方面取得重要進展
2018-11-19 08:19:31

泊松比是材料的基本機械性質,其表征材料在受到縱向應變時在橫向上的機械(應變)響應。對于大多數材料,泊松比為正;在極少數情況下,材料具有負泊松比。當負泊松比材料縱向拉伸時,它會橫向膨脹。這種不尋常的機械性能賦予負泊松比材料非凡的機械性能。近年來,二維納米材料由于其獨特的物理性質而成為材料領域的熱門研究課題。為了設計具有特殊功能特性的先進納米機電裝置,開發具有優異機械性能的天然二維納米材料已變得越來越迫切。因此,在二維材料的探索和調控中,負泊松比效應引起了研究者的廣泛關注。

最近,材料研究所力量室的副教授鄧俊熙與澳大利亞墨爾本大學的劉哲副教授合作,使用第一性原理計算二維IV組單硫化物MX(褶皺結構)(M=Sn,Ge和X)。在=S,Se)中發現的材料在厚度方向上具有負泊松比效應。通過深入分析,研究發現材料的泊松比特性與二維材料的獨特折疊結構和電子結構密切相關。同時,在了解泊松比的微觀機理的基礎上,提出了電子摻雜和應變工程的方法來設計和控制二維褶皺材料的泊松比。通過電子摻雜,可以連續調節二維材料GeSe的泊松比νzy(從-0.821到0.895);通過應變工程,二維材料GeSe的泊松比νzx將為正(0.583)和負。值之間的轉換(-0.433)。在這項研究中,在黑色膦的二維材料中發現了可調的負泊松比效應,這有望為具有特殊機械性能的“二維智能(材料)器件”的設計和開發提供理論指導。

本項研究成果最近以“Tunable auxetic properties in group-IV monochalcogenides monolayers”為題發表在凝聚態物理領域的國際著名期刊Physical Review B上。申博體育網站是該論文的第一作者單位和第一通訊單位,第一作者是申博體育平臺一年級碩士生孔銑,論文內容是其參與前期大創實驗和本科畢業設計的部分研究結果。

本研究由國家自然科學基金,港澳臺學者研究基金項目,創新小組項目,創新倡議111項目2.0項目和中央高校基礎研究業務費用資助。研究工作主要在我校的高計算平臺上完成。

鏈接到該文件:https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.98.184104

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