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我校研究團隊揭示二維硒原子層中的力學各向異性

2021年10月07日 新聞網 瀏覽次數:13

哈工大全媒體(航宣/文)近日,航天學院力學學科王超副教授與赫曉東教授採用國際領先的原位力學測量技術,揭示了原子級別厚度硒(Se)二維材料的面內各向異性拉伸力學行為,並首次量化了硒(Se)原子鏈之間的範德華相互作用強度。該項成果為設計新型多功能二維材料奠定了實驗基礎。相關論文以“二維硒原子層中的力學各向異性”(Mechanical Anisotropy in Two-Dimensional Selenium Atomic Layers)為題發表在納米力學領域權威期刊《納米快報》(Nano Letters)雜誌上。我校為論文第一通訊單位,聯合培養博士生秦敬凱和隋超副教授為論文共同第一作者,王超副教授和赫曉東教授為聯合通訊作者。

近些年,硒(Se)二維材料由於其優異的光電性質而受到眾多研究學者的廣泛關注。眾所周知,材料的機械性能在其實際應用中扮演着關鍵角色,然而,由於硒(Se)二維材料的納米尺寸很難通過傳統力學測試手段對其力學性能進行直接測量;另一方面,硒(Se)二維材料是由結構獨特的一維硒(Se)原子鏈通過範德華作用高度定向排布組裝而成,擁有顯著的正交各向異性結構,但對於這種各向異性二維結構的拉伸力學行為尚不清楚。

為了解決這些難題,王超副教授和赫曉東教授及其合作者將光鏡下納米材料轉移技術與掃描電鏡內原位力學測量技術相結合,實現了厚度為原子級別的硒(Se)二維材料不同方向的原位拉伸加載,通過實時觀測手段揭示了硒(Se)二維材料沿原子鏈方向的曲折型斷裂模式和沿垂直於原子鏈方向的平直型斷裂模式,更重要的是,首次定量地確定了硒(Se)原子鏈之間的範德華相互作用強度,間接説明了納米尺度下占主導地位的範德華作用可以用來組裝二維材料,為新型二維材料的結構設計提供新思路。

原文鏈接://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.1c02294


編輯:商豔凱