在密度功能理论(DFT)的框架中,我们研究了具有平面外结构不对称性的Janus CRSSE的结构变形和机械行为,并使用常规的过渡金属二进制二进制基因生元(TMDS)CRS CRS 2和CRSE 2和CRSE 2。Janus CRSSE可能是可加工的光电和压电应用的潜在候选者。我们预测这些化合物在化学,机械上是在TM(CR)和chalcogen(X = S,SE)原子之间的共价键中动态稳定的。由于拉伸应变的影响,每个单层的CR-X键长增加,厚度降低。有趣的是,janus crsse的平面内固定,剪切和层模量,泊松比,最终的BI/单轴应力介于CRS 2和CRSE 2单层的值之间。与TMD相似,方向依赖于平面内部和Poisson的比例证明了Janus CRSSE中的各向同性行为。此外,它可以维持更大的单轴/双轴拉伸应变,其临界应变等于CRX 2单层。通过应用高阶应变,我们还发现了预期的平均弹性塑性行为。这些发现表明,Janus CRSSE单层是一种机械稳定且延性的化合物,可维持杂种行为。
低维铁电体、亚铁电体和反铁电体由于其不同寻常的极性、压电、电热和热电特性而受到迫切的科学关注。层状二维范德华材料(如 CuInP 2 (S,Se) 6 单层、薄膜和纳米薄片)的铁电特性的应变工程和应变控制具有根本性的意义,尤其有望在纳米级非易失性存储器、能量转换和存储、纳米冷却器和传感器等高级应用中得到应用。在这里,我们研究了半导体电极覆盖的亚电介质 CuInP 2 S 6 薄应变膜的极性、压电、电热和热电特性,并揭示了失配应变对这些特性的异常强烈影响。特别是,失配应变的符号及其大小决定了压电、电热和热电响应的复杂行为。与许多其他铁电薄膜相比,应变对这些特性的影响是相反的,即“异常的”,对于这些铁电薄膜,平面外剩余极化、压电、电热和热电响应对于拉伸应变强烈增加,对于压缩应变则减小或消失。
摘要:近年来,应变传感器已渗透到各个领域。传感器将物理信号转换为电信号的能力在医疗保健中非常重要。但是,获得具有高灵敏度,较大工作范围和低成本的传感器仍然具有挑战性。在此Pa -per中是由双层导电网络制成的可拉伸应变传感器,包括仿生多层石墨烯 - ECOFLEX(MLG- eCoflex)底物和多层石墨烯 - 碳纳米管(MLG -CNT)复合材料上层材料。两层的联合作用导致了良好的性能,其工作范围高达580%,高灵敏度(GF因子(GF MAX)为1517.94)。此外,使用仿生静脉样结构进一步设计了压力传感器,并具有MLG -ECOFLEX/MLG -CNT/MLG -ECOFLEX的多层堆叠,以沿厚度方向获得相对较高的变形。该设备具有高传感性能(灵敏度为0.344 kPa -1),能够监测人体的小运动,例如发声和手势。传感器的良好性能以及简单的Fabri构造程序(翻转)使其具有某些应用的潜在用途,例如人类健康监测和其他人类相互作用的其他领域。
摘要:使用Ab始于从头算计算,研究了优化的几何形状,以及钝化边缘扶手椅抗氨基烯纳米纤维(ASBNR)的电子和传输特性。由于量子限制,当宽度分别从5 nm降低到1 nm时,带隙的大小可以从1.2 eV到2.4 eV(间接)调节。这项研究的重点是宽度为5 nm(5-ASBNR)的纳米容器,因为它的制造潜力较高,并且可以接受电子应用的带型带。应用单轴压缩和拉伸菌株会减少5-ASBNR膜的带隙。当引入超过4%以上的拉伸应力时,观察到直接带隙转变的间接转换。此外,当引入高于9%的压缩应变时,可以观察到半金属行为。通过施加压缩(拉伸)应变,孔(电子)有效质量降低,从而增加电荷载体的迁移率。研究表明,可以通过在丝带上施加拉伸或压缩应变来调节基于ASBNR的纳米电子设备的载体迁移率。关键字:2D材料,偶然,纳米式,压缩和拉伸应变,带状结构,状态密度■简介
由薄膜组成的小型电源(如全固态微电池)已引起人们的关注,以确保可穿戴微电子和物联网 (IoT) 设备的自主性[1-3]。然而,这些刚性元件实现的机械变形非常有限[4-8],使它们不适合某些应用,如软电子、生物医学贴片,技术挑战在于设计出具有高电化学性能和先进机械性能的储能装置,以防止裂纹引起的变形和随后的电接触损失。因此,已经提出了几种开发柔性微电池的方法来,例如纸状结构[9-12]、海绵/多孔结构[13-15]和纺织电池[16-20]。由于这些设计的可扩展能力仍然很差,据报道,其他配置可以增加微电池的可扩展性,包括纤维形[21]、3D 多孔海绵[22、23]、折纸[24]、波浪形[25]、拱形电极[26]、蜂窝结构[27]和由螺旋弹簧形成的蛇形[28]。为了防止在拉伸应变下出现开裂问题,蛇形金属互连体被用于在薄膜电极之间建立可拉伸的电接触[29]。然而,对于这种桥岛电池设计,大部分表面需要用于连接,只有 28% 的基底被活性材料占据。
拓扑和超导性,两种不同的现象,为量子特性及其在量子技术,旋转型和可持续能源技术中的应用提供了独特的见解。tin(sn)在这里起关键作用作为元素,因为其两个结构相,α -sn表现出拓扑特征,β -sn显示超导性。在这里,我们使用分子束外延和缓冲层的晶格参数的分子束外延对SN薄膜中的这些相进行了精确的控制。SNFMS表现出β -SN或α -Sn相,因为缓冲层的晶格常数与6相差不同。10Å至6。48Å,跨越从燃气(例如INAS)到Insb的范围。α-和β -SNFM的晶体结构以X射线衍射为特征,并由拉曼光谱和扫描透射电子显微镜确认。原子力显微镜验证了光滑,连续的表面形态。电运转运测量进一步验证了阶段:β-SN超导性和Shubnikov -de HAAS振荡接近3.7 K的电阻下降,用于α -SN拓扑特征。密度功能理论表明,在拉伸应变下α -SN在压缩应变下是稳定的,与实验发现很好地对齐。因此,这项研究介绍了一个通过晶格工程控制SN阶段的平台,从而在量子技术及其他方面实现了创新的应用。
对具有可自定义敏感性的可拉伸应变传感器的需求在各种应用中都增加了,从人体运动检测到植物生长监测。尽管如此,在数字制造可扩展和成本效果的应变传感器的数字制造中仍然存在一个重大挑战,对各种需求的敏感性量身定制。当前,缺乏简单的数字制造方法,能够以受控方式调节应变灵敏度,而不会改变材料,也不会影响线性。在这项研究中,可以在所有基于所有激光器的制造过程中系统地调节应变灵敏度的平行微型应变传感器,而无需提出任何材料替代。该技术采用了两步直接的激光写作方法,结合了激光消融和激光标记的能力,具有多达433%的不同量学系数(GF = 168),同时为纳米机制应变传感器的大规模生产铺平了道路。平行微型物质的应变传感器在超低菌株(ɛ= 0.001)时表现出显着的信噪比,使它们非常适合监测植物的逐渐生长。作为应用示范,将提出的传感器部署在番茄植物上,以在不同的种植条件(包括水培和土壤培养基以及多样化的灌溉方案)中捕获其生长。
周期性的 CDW 畸变通常会导致 CDW 能隙的打开。为了展示 CDW 能隙的形成,我们将 CDW 相的非磁性能带结构展开到原始布里渊区,并与正常相的能带结构进行了直接比较,如下图 S5(a) 和稿件中的图 2(c) 所示。可以看出,CDW 畸变使跨越费米能级的能带产生间隙,从而形成约 0.43 eV 的 CDW 能隙。我们进一步在图 S5(b)-(e) 中绘制了不同应变下 CDW 相的展开能带结构。可以清楚地看到,尽管 CDW 能隙的大小会随着施加的应变而变化,但它始终存在。如图 S5(f) 所示,当拉伸应变从 0% 增加到 4% 时,CDW 能隙从 0.43 eV 单调减小到 0.17 eV。在压应变作用下,CDW能隙首先在-1%应变时增大到0.50 eV,随后随着应变的增加而减小。CDW能隙尺寸的变化应该是CDW畸变幅度和CDW晶格常数变化共同引起的。需要注意的是,CDW能隙和Mott能隙是两个不同的物理量,前者直接来源于CDW畸变,而后者则受电子关联影响。因此,当施加的压应变大于某个临界值时,虽然CDW畸变和CDW能隙仍然存在,但是由于电子局域化的减弱,Mottness能隙会崩塌。
单条聚合物链的热导率是合理设计聚合物基热管理材料的重要因素,而链的应变状态对其影响很大。在本研究中,利用非平衡分子动力学模拟,计算了代表典型聚合物链的单条聚乙烯链的热导率与应变的关系。为了研究不同共价键模型的影响,分别比较了反应性和非反应性势模型(AIREBO 和 NERD 势)的结果。当应变 ε 小到 ε < − 0.03 时,即在轻微压缩下,无论采用哪种势模型,热导率值都相似,且随应变的增加而增加。然而,当应变较大(最高 ε < 0.15)时,这两种势模型表现出截然不同的行为:由非反应性势计算的热导率随应变的增加而不断增长,而由反应性势模型计算的热导率则达到饱和。内部应力和振动态密度的分析表明,饱和行为是由于 C-C 键伸长时共价键力减弱所致,因此反应模型的结果可能更为真实。然而,当 ε > 0.1 时,由于开关函数的影响,反应势也产生了非物理结果,描述了共价键的形成和断裂。目前的结果表明,在研究拉伸应变下的聚合物性能时,必须仔细选择势模型和变形范围。© 2022 作者。除非另有说明,否则所有文章内容均根据知识共享署名 (CC BY) 许可证获得许可 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)。https://doi.org/10.1063/5.0095975
采用减压化学气相沉积法在 Si 0.4 Ge 0.6 虚拟衬底(VS)上循环外延生长 Ge/SiGe 超晶格,制备了三维(3D)自有序 Ge 纳米点。Ge 纳米点采用 Stranski-Krastanov 机理形成。通过 Ge/SiGe 超晶格沉积,分别获得了沿垂直和横向的点上点排列和〈100〉排列。研究了 Ge 纳米点的刻面和生长机制以及排列的关键因素。观察到两种类型的 Ge 纳米点:由 {105} 面组成的类金刚石纳米点和由 {113} 和 {519} 或 {15 3 23} 面组成的圆顶状纳米点。Ge 纳米点倾向于直接在前一周期的纳米点上方生长,因为这些区域表现出由埋藏的纳米点引起的相对较高的拉伸应变。因此,这种点对点对准对 SiGe 间隔层厚度很敏感,并且当 SiGe 间隔层变厚时,这种对准会变差。由于超晶格和 VS 之间的应变平衡,SiGe 间隔层中 45% 至 52% 的 Ge 含量会影响 Ge 纳米点的横向对准和尺寸均匀性。通过保持应变平衡,可以改善 3D 对准 Ge 纳米点的排序。© 2023 作者。由 IOP Publishing Limited 代表电化学学会出版。这是一篇开放获取的文章,根据知识共享署名 4.0 许可条款分发(CC BY,http://creativecommons.org/licenses/ by/4.0/ ),允许在任何媒体中不受限制地重复使用作品,前提是对原始作品进行适当引用。[DOI:10.1149/ 2162-8777/acce06 ]