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单层硫化银：一种二维双向拉胀半导体
摘要： 二维拉胀材料因其潜在的医学、高强复合材料及国防等应用领域而备受关注。然而这类材料（尤其是低维形态）十分稀缺，因为拉胀特性主要通过人工材料与结构实现。本研究通过第一性原理计算，发现了一种极具潜力的二维拉胀材料——单层硫化银（Ag2S），该材料在面内和面外方向均具有显著负泊松比，但呈现各向异性的超低杨氏模量。这种双方向共存负泊松比的特性极为罕见，主要源于其特殊的锯齿状屈曲结构。此外，与已知的金属包覆型单层M2X（M=金属，X=非金属）不同，单层Ag2S是首个非金属包覆型M2X。电子计算表明其为间接带隙半导体（带隙值2.83 eV），且可通过应变转变为直接带隙。这些独特性质使单层Ag2S有望成为电子学与力学领域的新型拉胀材料。
关键词： 超低杨氏模量、二维、屈曲结构、拉胀材料
更新于2025-09-23 15:22:29
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通过原子力显微镜对银(111)表面硅烯的结构鉴定
摘要： 硅烯是一种具有起伏蜂窝状硅原子排列的二维原子层材料。这种排列方式的多样性拓展了其潜在应用，但也导致特定情况下难以确定其具体结构。本文研究表明，原子力显微镜（AFM）具备解析未知相硅烯结构的能力。我们对银（111）晶面上未知结构的(√13×√13)R13.9°硅烯进行了AFM观测，结果显示AFM能分辨构成蜂窝晶格的所有硅原子，而扫描隧道显微镜（STM）仅能成像最表层硅原子。高分辨率AFM成像帮助我们识别出银（111）面上(√13×√13)R13.9°硅烯的两种此前未被区分的起伏结构类型。通过理论模拟获得的结构模型既能复现AFM图像，也能匹配先前的STM图像。此外，结合力谱分析与第一性原理计算阐明了高分辨率AFM成像机制：探针的吸引力会拉起下凹的硅原子，导致起伏结构发生局部翻转。
关键词： 结构测定、屈曲结构、Ag(111)表面、硅烯、原子力显微镜
更新于2025-09-23 15:21:21
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具有内部褶皱电子通路的内禀弹性导体，用于柔性电磁干扰屏蔽和肿瘤消融；具有褶皱导电路径的本征弹性导体，用于柔性电磁屏蔽和肿瘤消融；
摘要： 弹性导体在可穿戴电子设备和软体机器人中至关重要。理想的本征弹性块体导体具有均匀的三维导电网络，并在大拉伸下保持稳定电阻。挑战在于块体弹性导体的导电通路断裂会导致变形时电阻变化显著。我们的策略是通过在预拉伸泡沫的互联微孔表面自组装碳纳米管层并随后释放应变，在导电网络中引入屈曲结构。屈曲展开和微孔压平共同作用，使电阻在变形下保持稳定（70%应变下仅2.0%的电阻变化）。微观结构分析和有限元分析表明，导电层的不完美性会导致获得不同模式的二维屈曲结构。我们展示了其作为全向互连器、可拉伸电磁干扰屏蔽和电热肿瘤消融的应用。
关键词： 屈曲结构、电热肿瘤消融、本征弹性导体、三维导电网络、电磁干扰屏蔽
更新于2025-09-23 15:19:57