低维纳米材料的力电耦合性质

来源 :第十五届全国物理力学学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:memeshan
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  随着单层纳米结构石墨烯的发现,大量低维纳米材料及其异质结构受到了广泛关注,其中包含理论和实验研究。本文采用第一性原理计算研究了低维纳米材料的力、电及其耦合性质,通过几个算例,我们具体讨论了不同纳米材料的边界应力的计算及其引起的褶皱变形;应变及量子限域效应对纳米材料中电子能带结构、量子电容等的调控机理。本文的工作对纳米材料在能量储存、纳尺度电子器件及传感器领域的应用有着重要指导意义。
其他文献
Anelastic materials exhibit gradual full recovery of deformation once a load is removed,leading to dissipation of internal mechanical energy.At the macroscopic scale, however,anelasticity is usually v
Quantum orders typically manifest themselves in collective charge or spin arrangements leading to fascinating properties like ferroelectricity, ferromagnetism, and ferroelasticity.Recent years have se
以石墨烯为代表的二维材料具有诸多优异的物理特性,是纳米材料领域的研究热点并在柔性器件、复合材料及维纳米电路等领域展现出巨大的应用潜力,其强度、断裂、黏附等力学性能的表征与调控是实现其推广应用的关键。表面改性及异质杂化是调控石墨烯等二维纳米材料物理化学性质的有效手段。本研究结合第一性原理、分子动力学模拟及理论分析和实验观测等方法,多尺度分析了石墨烯表面改性及面内异质结构的力学性能。首先关注了多晶石墨
由于其优异的物理特性,共价键晶体(硅与金刚石)的纳米力学研究在近年间引起了越来越多的关注.然而,能否将这些功能性器件里纳米构件的全部潜能开发出来则取决对其在相应尺度下力学性能以及稳定性的了解.在该报告中,我们将会对其在硅纳米线和金刚石纳米针这两种代表性的纳米共价晶体的力学行为方面的进展进行探讨.基于我们开发的原位纳米力学测试技术,我们首先发现采用“自下而上”气液固方法生长的直径在一百纳米左右的单晶
无处不在的范德华作用决定了基本的材料表面性质。我们通过第一性原理随机相近似和多体范德华近似揭示单层石墨烯对范德华屏蔽作用可以达到了53%。在其他半导体性和绝缘体性的类石墨烯二维晶体中,范德华屏蔽作用减弱。类石墨烯二维晶体的范德华屏蔽效应主要依赖于其电子能隙和介电常数,较少依赖被屏蔽材料的物理性质。我们揭示的二维晶体基本电子结构与范德华屏蔽的关联将有助于材料表面物理力学作用的理性调控。
小分子可通过分子间弱相互作用自组装成纳米级的超分子,而超分子可进一步自组装成宏微观体。通过实验我们发现了几种典型的组装体结构,包括螺旋型,宝塔型等。我们建立了多尺度化学-力学模型来验证了宏观螺旋手性的分子起源,阐明手性诱导和转移的机制,对自组装材料甚至天然类似物中的分级手性转移和螺旋运动提供了全面的理解。进一步的,螺旋形条带在外界环境的刺激下可表现出不同的致动行为,可以激发智能材料的手性仿生研究。
Self-healing materials are widely used by introducing self-healing microcapsules in the matrix.In this study, PUF shell, silica shell, and nickel shell based microcapsules are fabricated through diffe
石墨烯及石墨烯材料一直以来备受关注,但是,如何理解石墨烯的二维大分子特性并以此来构建石墨烯材料制备与性能调控是一个重要的问题。以单层氧化石墨烯为模型,我们尝试用线性高分子的标度理论来描述二维大分子的稀溶液行为、特征粘数的标度规律以及多分子局域化液晶行为,进一步观测了氧化石墨烯聚集体的塑化行为,并以此来调控石墨烯材料的综合性能。
Our recently developed atomistic-continuum multiscale approach based on the higher-order Cauchy-Bom rule has demonstrated outstanding performance in terms of computational stability and accuracy.With
由于其优异的力学及物理性质,中空金属纳米线包裹碳纳米管复合结构具有广泛的应用前景,如:柔性电池、超级电容器、MEMS等等。本文提出一种改进的梁模型理论研究金属纳米线包裹碳纳米管复合结构的屈曲行为。该模型耦合了界面范德华相互作用、界面剪切应力及表面效应的影响。采用连续力学理论得到了碳纳米管与金属纳米线之间的粘结能,利用分子动力学模拟得到不同直径碳纳米管与不同晶格取向纳米线之间的界面剪切系数,通过块体