可实现超大拉伸应变的纳米尺寸硅机械超材料(英文)
关键词:Si;size effect;mechanical metamaterial;nano-structure;tensile strain
摘 要:不同于体硅材料在室温下的固有脆性特征,纳米尺寸硅材料因尺寸效应表现出更高的强度、塑性和滞弹性.然而,由于实验条件严苛,硅纳米结构的超大拉伸性能尚未得到证实.本研究通过对纳米尺寸硅样品进行转移、加工和测试等实验设计,在扫描电子显微镜中实现了纳米尺寸硅机械超材料原位拉伸测试,观察到高达95%超大拉伸应变.有限元仿真、原子级透射电子显微镜表征和分子动力学模拟表明,硅机械超材料的变形能力是聚焦离子束诱导尺寸软化和机械超材料几何结构力学改性共同作用的结果.本工作不仅有助于纳米材料、结构的强度、变形行为机理研究,也为硅纳米材料在纳机电系统和纳米应变工程中的潜在应用提供指导.
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