Buckled nano rod - a two state system: quantum effects on its dynamics
我们考虑一个受纵向压缩的悬挂弹性杆。压缩可以用来调整势能的横向位移从谐波到双阱区。势能曲线上的两个极小值描述了两种可能的屈曲状态。利用过渡态理论（TST）计算了从一种态到另一种态的转化率。如果应变$ε= 4 ε_c$，则简单TST速率发散。我们提出了一种方法来纠正这种分歧的量子计算。我们还发现，零点能量的贡献可以是相当大的，使单模计算可以导致大的错误率。
2011-07-18 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
A comparative computational study of the electronic properties of planar and buckled silicene
利用局域密度近似（LDA）下的全势密度泛函方法，研究了最近在Ag（110）和Ag（100）表面合成的硅烯（硅的石墨烯类似物）的结构电子性质.一个假设的平面和一个优化的屈曲二维（2D）六角结构已被认为是它们的电子性质的比较。平面硅烯显示出类似于石墨烯的能带结构的无带隙能带结构，其中载流子表现得像无质量的狄拉克费米子，而结构优化的屈曲硅烯在其电子结构中显示出约25 meV的小的直接能带隙（在六边形布里渊区的K点处），并且在这种情况下，载流子表现得像有质量的狄拉克费米子。实际的带隙会比这更大，因为LDA被认为低估了带隙。硅烯中狄拉克费米子的平均费米速度估计约为石墨烯中实验测量值的一半。硅烯的这些性质对于石墨烯设想的一些应用是有吸引力的。我们在硅烯中发现直接带隙是一个新的发现。这些结果，如果通过实验验证，预计将在硅基纳米电子学和纳米光学中产生巨大的工业影响，因为硅烯与当前硅基微/纳米技术可能具有兼容性。
2012-01-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Determination of the Bending Rigidity of Graphene via Electrostatic Actuation of Buckled Membranes
石墨烯膜的小质量和原子级厚度使它们非常适合于纳米机电装置，例如质量传感器、高频谐振器或存储元件。虽然只有原子厚度，但石墨烯膜的许多机械性质可以通过经典连续介质力学来描述。用于预测石墨烯纳米机电装置的性能和线性度以及用于描述波纹形成和其他性质（例如电子散射机制）的重要参数是弯曲刚度κ。尽管这个参数的重要性，它到目前为止只间接估计单层石墨烯的声子谱的石墨，估计从原子力显微镜测量或预测从头计算或键序势模型。在这里，我们采用了一种新的方法，通过利用预屈曲石墨烯膜中的突变不稳定性来实验测定κ。我们证明了可重复制造的凸屈曲的石墨烯膜通过控制在制造过程中的热应力，并显示突然切换从凸到凹的几何形状时，通过下面的栅电极施加静电压力。双层石墨烯膜在环境条件下的弯曲刚度被确定为$35.5^{+20}_{-15}$ eV。单层具有比双层显著更低的κ。
2012-03-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological end states due to inhomogeneous strains in wrinkled semiconducting ribbons
我们表明，曲率引起的不均匀应变分布在纳米级屈曲半导体带导致的存在的端态，这是拓扑保护的反演对称性。这些对应于所谓的Maue-Shockley态的端态双峰对弱无序是鲁棒的。通过识别和计算相应的拓扑不变量，我们进一步表明，一个屈曲的半导体带经历拓扑相变之间的平凡和非平凡的绝缘相，通过改变其真实的空间几何形状。
2016-01-13 cond-mat.mes-hall
Kinks in buckled graphene uncompressed and compressed in the longitudinal direction
本章综述屈曲石墨烯中扭结与反扭结的建模结果，介绍其分类、散射和辐射相互作用，并揭示扭结动能的相对论形式及纵向压缩下的阻尼动力学。
2022-01-21 cond-mat.mes-hall nlin.PS
Manipulating graphene kinks through positive and negative radiation pressure effects
介绍了一种利用弯曲石墨烯对一些经典场论中反直觉的负辐射压效应进行实验验证的思路。在这种效应中，单色平面波与拓扑解相互作用，将这些解拉向辐射源。利用广泛的分子动力学模拟，我们研究了行波诱导的弯曲石墨烯纳米带中的扭结运动。结果表明，取决于驱动源的频率，振幅和方向，扭结行为从吸引到排斥（负和正的辐射压力效应，分别）。基于对某些场论模型的类比，提出了一些初步的解释。我们的研究结果开辟了一条新的途径，以运动控制的纳米级。
2018-09-18 cond-mat.mes-hall hep-th
Graphene nano ribbons subjected to axial stress
采用原子模拟方法研究了矩形石墨烯纳米带在轴向应力作用下自由边界和有支撑边界条件下的弯曲问题。对于小的应力值，屈曲的石墨烯纳米带的变形的形状是正弦波，其中节线的数量取决于系统的纵向尺寸和施加的边界条件。支撑边界条件下的屈曲应变与纵向尺寸无关，估计为0.86 $%$。通过对有限温度下自由能的计算，我们发现石墨烯纳米带的平衡投影二维面积小于平板的面积。在最佳长度处，支撑边界条件的边界应变为0.48 $%$。
2011-04-09 cond-mat.mes-hall
Universal quantum computation based on Nano-Electro-Mechanical Systems
提出使用屈曲板作为量子比特，通过机械双井势和电场实现通用量子门，基于 NEMS 的量子计算机。
2022-08-09 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
Strain-controlled crystalline--amorphous transition and flat-band tuning in buckled silicon kagome
University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）
研究弯曲硅卡戈梅晶格，通过双轴张力控制晶格动力学与电子色散，利用应变耦合热亚稳性等，实现应变控制晶体 - 非晶转变和平带调谐，是应变控制平带和电子关联物理的候选平台。
2026-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Structure- and adatom-enriched essential properties of graphene nanoribbons
采用第一性原理计算对一维石墨烯纳米带的几何、电学和磁学性质进行了系统的研究。这些特征丰富的基本性质来自于化学键中的各种轨道杂化以及边缘碳原子和原子诱导的自旋态。原始的纳米带，具有蜂窝晶格，可以表现出平面，弯曲，滚动，折叠和堆叠配置。吸附在表面和边缘，分别创建屈曲结构和非六边形/非平面边缘。存在六种自旋相关的电子和磁性：非磁性、铁磁和反铁磁金属、非磁性半导体和有/无自旋分裂的反铁磁半导体。它们可以通过能隙、电子/空穴密度、净磁矩、原子主导的能带、空间电荷分布、自旋排列以及轨道和自旋投影态密度来清楚地说明。不同的基本性质是由有限尺寸限制、边缘结构、曲率效应、层间原子相互作用、自旋组态和化学吸附之间的复杂关系决定的。理论预测可以提供潜在应用中的全部信息，其中部分与最近的实验测量一致。
2018-12-19 cond-mat.mes-hall
Snap-through transition of graphene membranes for memcapacitor applications: A combined study using MD, DFT and elasticity theory
利用计算和理论方法，我们研究了弯曲的石墨烯膜的突变。我们的主要兴趣是有关的可能性，使用的屈曲膜作为一个板的电容器与记忆（memcapacitor）。为了这个目的，我们进行了分子动力学（MD）模拟和弹性理论计算的向上向下和向下向上的抢购通过几种尺寸的膜的过渡。我们已经获得了表达式的阈值开关力向上到下和向下到上的过渡。此外，使用密度泛函理论（DFT）计算了上下阈值转换力。我们的DFT结果与MD和分析理论的结果基本一致。我们的系统方法可用于描述其他结构，包括纳米机械和生物结构，经历了快速过渡。
2017-12-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Tailoring the structural and electronic properties of graphene-like ZnS monolayer using biaxial strain
我们的第一性原理全势密度泛函理论（DFT）计算表明，单层的ZnS（ML-ZnS），这是预测采用石墨烯样的平面蜂窝结构与直接带隙，经历应变引起的修改时，其结构和带隙面内均匀双轴应变（$δ$）。ML-ZnS在大于0.92%的压缩应变下发生屈曲;屈曲参数$Δ$（= 0.00 Ω\，对于平面ML-ZnS）随着压缩应变的增加而线性增加（$Δ= 0.435$ Ω\，在$δ= - 5.25$ %下）。当拉伸应变为2.91%时，ML-ZnS的直接带隙转变为间接带隙。在我们考虑的$|δ| < 6%$的应变值内，带隙显示出随拉伸（压缩）应变线性减小（非线性增大以及减小）的变化。这些预测可能在未来的应变传感器和其他纳米器件，如纳米机电系统（NEMS）的潜在应用。
2014-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Auxetic tetrahex-carbon with ultrahigh strength and direct band gap
四面体碳是最近预测的二维碳同素异形体，其由四面体和六方环组成。与平面石墨烯不同，这种新的2D碳结构是弯曲的，具有约2.6 eV的直接带隙和具有各向异性特征的高载流子迁移率。在这项工作中，我们采用第一性原理密度泛函理论计算，探讨在单轴拉伸应变下的tetrahex-C的力学性能。我们发现，tetrahex-C表现出非常理想的强度，优于石墨烯和五石墨烯。它表现出优异的延展性，并维持单轴拉伸应变高达20%（16%），直到声子不稳定发生，相应的最大强度为38.3 N/m（37.8 N/m）的锯齿（扶手椅）方向。它表现出内在的负泊松比。当轴向应变在Z字形（扶手椅）方向上达到7%（5%）的阈值时，会发生这种奇异的面内泊松比。我们还发现，tetrahex-C在布里渊区中心处具有2.64 eV的直接带隙。这种直接带隙特征在施加应变时保持完整，没有方向-间接带隙转变。四面体碳纳米管具有理想的强度、负泊松比和应变下直接带隙的完整性，这表明它在纳米力学和纳米电子学方面具有潜在的应用前景。
2019-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Strain-tunable energy band parameters of graphene-like GaN
本文采用从头算方法研究了面内等双轴应变对类石墨烯GAN单分子层（ML-GaN）的结构和电子性质的影响。结果表明，当压应变超过7.281%时，ML-GaN发生屈曲，屈曲参数随压应变的增加呈二次方增加。发现ML-GaN的2D体积模量小于石墨烯和类石墨烯ML-BN的2D体积模量，这反映了ML-GaN中较弱的键。更重要的是，在ML-GaN中的带隙和载流子的有效质量被发现是可调的，通过施加面内等双轴应变。特别地，当达到约3%的压缩双轴应变时，发生从间接带隙相到直接带隙相的转变，载流子的有效质量的值和性质发生显著变化;弯曲和拉伸应变减小了带隙-带隙减小到其未应变值的50%，为6.36%。拉伸应变，并在12.72%的外推拉伸应变下达到0 eV，这完全在其预测的16%的极限拉伸应变限度内。这些预测的应变工程的高度应变敏感的ML-GaN的电子性能可能会被利用在未来的应变传感器和其他纳米器件，如纳米机电系统（NEMS）的潜在应用。
2015-04-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Properties of bilayer graphene-like Si$_{2}$C$_{14}$ semiconductor using first-principle calculations
我们从理论上研究了硅掺杂的双层石墨烯，Si-BLG，具有不同化学计量的Si-BLG结构。在较低的Si原子浓度比下，发现C-Si原子的悬挂键，从而导致结构中出现sp $^3$杂化的屈曲图样。含悬挂键的Si-BLG在低应变下表现出较强的力学响应，在低应变比下出现断裂应变。sp $^3$ -杂化形成小的带隙，其引起系统的中间热和光学响应。相反，在较高的Si浓度比，杨氏模量和断裂应变增加相比，低Si浓度比。这是由于存在大量的C-Si键，其在单轴载荷下具有高耐受性。此外，一个相对较大的带隙或价带和导带之间的重叠被发现取决于Si配置。在有间隙的Si-BLG的存在下，热响应和光学响应都很高。因此，我们获得了高的塞贝克系数和具有低电子热导率的品质因数，这对于热电纳米器件是有用的，并且在可见光范围内获得了红移的光学响应的增强。
2020-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
