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机械应变调制下二维碲烯的相变

DOI：10.1016/j.nanoen.2019.01.040 期刊：Nano Energy 出版年份：2019 更新时间：2025-09-23 15:22:29
摘要： 我们基于密度泛函理论（DFT）开展计算模拟，研究二维碲烯的不同相态。这些相态通过其特征空间群和对称元素进行分类，并阐明了它们与块体晶体碲结构的关联。我们重点关注不同相态的力学性能计算及其可能的相变过程。模拟结果表明：由于原子键合方式和弛豫结构差异，这些二维碲相具有显著不同的弹性模量。沿面内方向压缩会促进α→β相变，而面内拉伸应变始终使α相比β相更稳定——不过两相能量差取决于面内应变方向，可能接近甚至远小于热能kT。研究发现：当沿链方向的拉伸应变超过约12%的临界值时，可能发生α→γ相变；当拉伸应变超过15%后，γ相将比α相更稳定，且相变能垒进一步降低。
作者： Yuan Xiang，Shengjie Gao，Rong-Guang Xu，Wenzhuo Wu，Yongsheng Leng
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究二维碲烯在机械应变调制下的相变，包括基于空间群的相分类、弹性模量计算以及应变诱导相变的分析。

研究成果

DFT计算揭示了二维碲烯存在多种具有不同弹性模量和对称性的相态。轴向压缩会促进α相向β相转变，而沿晶链方向的拉伸应变可诱导α相向γ相转变。这些相变能量差值与热能相比较小，表明室温相变具有可行性。基底效应可能解释实验中观察到的相态差异现象。该研究结果为电子器件、光电器件和压电器件的潜在应用提供了依据。

研究不足

该研究采用计算方法并依赖DFT近似；未提供实验验证。仅考虑了最多四层的弹性模量；更厚的体系可能表现出不同行为。未研究缺陷和晶界。限于特定相（α、β、γ、δ）；其他已报道的相（如类2H-MoS2相、类方形相等）未充分探索。

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