Баимова Ю.А., Дмитриев С. В

МОЛЕКУЛЯРНО-ДИНАМИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МОРЩИН В ГРАФЕНОВЫХ НАНОЛЕНТАХ С ЗАКРЕПЛЕННЫМИ КРАЯМИ

Учреждение Российской академии наук Институт проблем сверхпластичности металлов РАН, г. Уфа, Россия

[e-mail]

Графен, представляющий собой моноатомный слой углерода, привлекает значительное внимание исследователей благодаря своим уникальным электрон- ным, механическим, физическим и оптическим свойствам. Механические и физи- ческие свойства значительным образом зависят от его структуры. Одна из особен- ностей графена это возможность его отклонения от плоской конфигурации. Было показано, что графен может иметь неровности в виде наноразмерных морщин [1].

Область устойчивости плоского бесконечного листа графена в трехмерном пространстве деформаций, скорости звука и плотности фононных состояний в бес- конечном графене были проанализированы в работах [2]. Целью данной работы являлось исследование послекритического поведения графена, а именно исследо- вание одномерных морщин с контролируемой ориентацией, длиной волны и ам- плитудой, которые могут быть получены в графеновой наноленте с закрепленными краями под действием упругой деформации.

Послекритическое поведение графена исследовалось методом молекулярной динамики. Для нахождения равновесных конфигураций в уравнения движения атомов включался вязкий член, обеспечивающий релаксацию структуры к равно- весному состоянию.

Было показано, что область существования морщин в графене подвергнутом плоской деформации может быть разделена на три части: в области I s xx < 0,

o yy > 0, в области II s xx > 0, s yy < 0, в области III существуют двумерные морщи- ны (s xx < 0, s yy < 0), а область IV представляет собой область устойчивости плос-

кого листа графена, где морщины не образуются (s xx > 0, s yy > 0). Одномерные

морщины, которые исследуются в данной работе, могут существовать только в об- ластях I и II, где одно из главных напряжений отрицательно, а другое положитель- но. Так же, наблюдается уширение области существования морщин с увеличением

exy.

Параметры одномерных морщин были проанализированы как функция при- ложенной деформации. Было показано, что амплитуда и ориентация морщин могут легко контролироваться приложенным напряжением, а длина волны морщин не чувствительна к компонентам напряжения.

Список литературы

1. Meyer C., Geim A.K., Katsnelson M.I., Novoselov K.S., Booth T.J., Roth S. / Nature. 2007.

№ 446. P. 60.

2. S.V. Dmitriev, J.A. Baimova, A.V. Savin, Y.S. Kivshar, Comput. Mater. Sci. / 2012. № 53. P. 194.

Дата добавления: 2017-01-14