Mechanical behaviour of additively manufactured Ti6Al4V meta-crystals containing multi-scale hierarchical lattice structures
在介观尺度上对晶体微观结构的模仿创造了一类新的建筑材料，称为亚晶体，并提供了有效的方法来显着提高韧性和消除建筑材料的屈服后塌陷。研究了激光粉末床熔融制备Ti6Al4V多晶类亚晶材料的力学性能。Ti6Al4V亚晶体的力学行为受整个长度尺度上的晶格结构的控制：晶体显微结构、构造的晶体状介观结构和晶格支柱的质量。由于复杂的结构，在打印的超晶体中观察到显著的加工缺陷，特别是由于在支柱的自由表面处缺乏熔合而导致的凹口状缺陷。这些缺陷会增加应力集中，减小杆件的承载面积，从而显著削弱格构式杆件的性能。此外，由于针状α '马氏体的存在，印刷状态是脆性的。缺陷和打印脆性导致支柱过早断裂，并损害了晶体启发的介观结构的益处。该研究随后采取了多种措施来解决这个问题：增加支柱直径以减少工艺缺陷的影响，并进行退火以消除内应力并恢复延展性。支柱直径的增加和退火的组合成功地使得晶体状结构的介观结构能够有效地提高亚晶体的韧性。
2020-11-28 cond-mat.mtrl-sci
Investigation on different physical aspects such as structural, elastic, mechanical, optical properties and Debye temperature of Fe2ScM (M = P and As) semiconductors: a DFT based first principles study
利用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法，研究了Fe_2ScM（M = P和As）化合物在60 GPa压力下的结构、弹性、力学性质和德拜温度。在零压下研究了其光学性质。我们计算的两种化合物的优化结构参数与其他理论结果吻合得很好。计算的弹性常数表明，Fe2ScM（M = P和As）化合物是机械稳定的高达60 GPa。
2017-03-23 cond-mat.mtrl-sci
Unusual anisotropic response of the charge carrier mobility to uniaxial mechanical strain in Rubrene crystals
本文系统地研究了Rubrene单晶在单轴机械应变下的电荷输运，在平行或垂直于电流方向的拉伸和压缩应变下，在晶体的两个面内输运方向上。陷阱态密度保持不变。场效应迁移率作为分子间输运的基准数据，发现随着压缩应变而增加，反之亦然，其幅度为-1.5 cm 2/Vs/ %应变，与输运方向无关。一个非常显著的结果是当晶体垂直于输运方向应变时迁移率的变化。虽然这种增强可以从改进的波函数重叠定量地解释，但垂直方向上的流动性提高得更多，这与基于后期扩展和通常的泊松比的简单几何考虑相反。这一结果强调了有机分子晶体中应力引起的动力学波函数重叠变化的中心作用。
2016-06-28 cond-mat.mtrl-sci
Structural, magnetic and mechanical properties of 5 $μ$m thick SmCo films for use in Micro-Electro-Mechanical-Systems
采用磁控溅射法在Si衬底上沉积了5 $μ$ m厚的SmCo薄膜。对沉积温度（Tdep <= 600 ℃）对结构、磁性和机械性能的影响的研究表明，对于在350 ℃的相对低的温度下沉积的膜，实现了最佳性能（最高程度的面内织构、最大面内矫顽力和剩磁（分别为1.3和0.8 T）、无膜剥离）。该温度与微机电系统（MEMS）中的膜集成兼容。通过将靶的表面积从7增加到81 cm 2，沉积速率从3.6增加到18 $μ$ m/h。机械稳定的膜可以通过沉积到预图案化的膜上或通过掩模中的孔沉积来制备。
2008-04-12 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic Field Tunable Small-scale Mechanical Properties of Nickel Single Crystals Measured by Nanoindentation Technique
纳米和微磁性材料在微功能器件中得到了广泛的应用。然而，测量小尺度的机械和磁机械性能是具有挑战性的，这限制了新产品的设计和智能设备的性能。发展了一种新的磁力纳米压痕技术，并在饱和磁场存在和不存在的情况下对镍单晶进行了测试。小尺度参数如杨氏模量、压痕硬度和塑性指数依赖于所施加的磁场，这与它们的宏观尺度对应物有很大不同。导致模量增加31%和硬度降低7%的可能机制（即，分析和讨论了磁致伸缩效应和位错与磁场的相互作用。研究结果可用于可调谐机械谐振器和磁场传感器等微型化应用。
2014-04-03 cond-mat.mtrl-sci
Mechanical properties of electrodeposited amorphous/crystalline multilayer structures in the Fe-P system
采用单浴法电沉积非晶/晶态多层结构的Fe-P合金。Hall-Petch行为的显微硬度相对于子层厚度观察到了15 nm的子层厚度。对于较薄的子层，获得硬度平台。在15 nm的子层厚度的过渡与在透射电子显微镜中观察到的多层结构的损失相一致。过渡是一个可能的结果，在非晶结晶子层厚度比和界面粗糙度的发展过程中的沉积过程中的变化。此外，在微弯曲实验中，对于具有小子层厚度的层状结构，观察到界面处的裂纹偏转。
2018-12-13 cond-mat.mtrl-sci
Combined coherent x-ray micro-diffraction and local mechanical loading on copper nanocrystals
相干X射线微衍射和局部机械加载可以结合起来研究晶体纳米结构中的机械变形。在这里，我们提出的测量塑性形变在亚微米尺寸的铜晶体通过加载样品与原子力显微镜尖端。衍射图案中尖锐特征的出现，同时保持其整体形状，归因于尖端引起的晶体缺陷。
2013-05-30 cond-mat.mtrl-sci
Elucidating the impact of point defects on the structural, electronic, and mechanical behaviour of chromium nitride
本研究通过密度泛函理论对比CrN2与CrN中缺陷的影响，发现CrN2对缺陷敏感导致力学软化，而CrN金属性可屏蔽缺陷，氢致退化、氧增强硬度，为涂层设计提供指导。
2025-07-22 cond-mat.mtrl-sci
A Theory for Diffusionless Structural Phase Transitions in BaTiO3 and PZT Single Crystals
本文提出了一个晶体固体无扩散结构相变的唯象理论。研究发现，对于BaTiO 3单晶，可以用晶体各向异性常数和依赖于温度的应变常数序参量来预测其相变和晶体结构。结果还表明，PZT晶体中的准同型相界是由晶体各向异性引起的。
2012-10-01 cond-mat.mtrl-sci
Evolution of microstructural and mechanical properties of nanocrystalline Co2FeAl Heusler alloy prepared by mechanical alloying
采用机械合金化方法制备了具有纳米晶结构的Co2 FeAl Heusler合金。研究了合金的形成机理。Rietveld分析表明，研磨超过15小时的所有样品具有空间群为Fm 3 m的L21结构。采用Williamson-Hall方程计算了样品的晶粒尺寸和内部应变。随着机械合金化的20小时，Co2 FeAl的微晶尺寸增加，之后微晶尺寸开始减小。而内应变则随着球磨时间的增加先减小后增大。将MA 20小时后获得的粉末分成三部分，并分别在300、500和700 ℃下退火5小时。当退火温度达到500 ℃时，粉末颗粒的硬度值随退火温度的升高而显著增加。而在700 ℃退火后，试样的硬度值下降。这似乎与晶粒尺寸的增大、晶格有序性的增强、缺陷和杂质密度的变化以及非化学计量效应等参数有关。
2012-02-08 cond-mat.mtrl-sci
The effect of hydrogen on the multiscale mechanical behaviour of a La(Fe,Mn,Si)13-based magnetocaloric material
磁热冷却提供了提高制冷设备效率的潜力，从而减少了与冷却过程相关的大量二氧化碳排放。部署该技术的关键问题是磁热材料在加工和操作期间的机械降解，导致有限的使用寿命。采用多晶试样的宏观弯曲试验和单晶试样的原位微柱压缩试验研究了氢化La（Fe，Mn，Si）13基磁热材料的力学性能。量化了氢化对机械性能的影响。通过透射电子显微镜和原子探针断层扫描来揭示晶格中氢原子的排列，有助于理解变形/失效机制。结果表明，该材料的本征强度为~3-6 GPa，并依赖于晶体取向。单晶在压缩载荷下沿特定晶面表现出剪切。氢通过促进穿晶断裂劣化La（Fe，Mn，Si）13的强度。氢对单晶的弱化作用是各向异性的;在平行于{111}晶面的剪切时，氢的弱化作用是显著的，但当剪切面是{001}取向时，氢的弱化作用可以忽略不计。APT分析表明，这与氢原子在{222}面上的紧密排列有关。
2022-02-18 cond-mat.mtrl-sci
Structural Properties of Double-Walled Carbon Nanotubes driven by Mechanical Interlayer Coupling
基于最新一代的透射电子显微镜，提出了双壁碳纳米管（DWNT）的结构识别方法，使基于大量纳米物体的统计分析成为可能。这种方法揭示了DWNTs的内管和外管不是随机取向的，这表明两个同心壁之间存在机械耦合。与原子尺度modelisations的支持下，我们把它归因于存在的无公度域的结构取决于两个管的直径和螺旋度，以及内管试图实现一个本地堆叠方向，以减少应变效应。
2017-01-20 cond-mat.mtrl-sci
Mechanical Properties of APbX3 (A=Cs or CH3NH3; X=I or Br) Perovskite Single Crystals
混合有机无机钙钛矿（HOIP）材料的显著光电性能，特别是光伏性能，推动了将材料性能与这种性能联系起来的努力。通过对溶液生长单晶的纳米压痕实验，我们获得了APbX_3（A = Cs，CH_3 NH_3，X = I，Br）的弹性模量和纳米硬度值。CH_3NH_3PbI_3、CH_3NH_3PbBr_3和CsPbBr_3的杨氏模量分别为14，19.5和16 GPa，与理论计算值相符。我们讨论了我们的研究结果可能的相关性，建议自我修复，离子扩散和易于制造。使用我们的研究结果，再加上文献数据的弹性模量，我们分类HOIP之间的相关材料组，根据其弹性力学性能。
2015-08-17 cond-mat.mtrl-sci
Comments on the paper: Structural, optical properties and effect of amino acid on growth of KDP crystals
由Saravanan等人Indian J Pure App Phys 51（2013）254报道的L-精氨酸混合磷酸二氢钾（KDP）晶体是可疑的晶体。所报道的晶胞参数与四元晶系的定义相矛盾。
2015-06-13 cond-mat.mtrl-sci
First Principles Study of the Structural, Mechanical, Electronic, and Lattice Dynamical Properties of the Half-Heusler Alloys ZrCoY (Y=Sb, Bi )
第一性原理计算在材料科学中有着重要的发现。半赫斯勒（HH）合金是一种很有潜力的热电材料，由于其热稳定性、机械强度和适中的ZT，其热电性能得到了显著的改善。利用密度泛函理论研究了立方半Heusler合金ZrCoY（Y=Sb，Bi）的结构、力学、电子和晶格动力学性质。未知的交换相关函数近似使用广义梯度近似（GGA）赝势平面波方法。的结构参数，即平衡晶格常数，弹性常数，和它们的衍生物是一致的实验和理论研究报告在可用的地方。使用基于弹性常数的Voigt-Reuss-Hill平均方法计算机械性能，例如各向异性因子A、剪切模量G、体积模量B、杨氏模量E和泊松比n。德拜温度，以及纵向和横向声速，预测在GGA-PBE和GW近似的弹性常数。弹性常数的研究表明，该化合物是机械稳定的，声子色散的研究表明，它们是动态稳定的。弹性常数和力学性能证实了化合物的延展性和各向异性。
2022-04-07 cond-mat.mtrl-sci
First-principles Studies on Structural, Electronic, Optical and Mechanical Properties of Inorganic CS2NaTlX6 (X = F, Cl, Br) Double Halide Perovskites
在密度泛函理论的基础上，采用广义梯度近似（GGA）中的PBE泛函，计算了无铅卤化物双钙钛矿化合物Cs2NaTlX6 X = F，Cl，Br的结构、电学、光学和力学性质，计算了它们的晶格常数、晶胞体积、总能量、体积模量、压力导数、电子态密度揭示了该化合物的半导体性质，能带结构显示了带隙的直接性质，引入HSE 06泛函修正了GGA中低估的带隙，计算了该化合物的能带结构。PBE功能。实部和虚部的介电函数，吸收系数，能量损失函数，反射率，折射率和消光系数进行了分析和解释的电子结构。
2023-02-04 cond-mat.mtrl-sci
Investigation on Vibrational, Optical and Structural Properties of an Amorphous Se$_{0.80}$S$_{0.20}$ Alloy Produced by Mechanical Alloying
用Raman光谱、X射线衍射、扩展X射线吸收精细结构（EXAFS）和光学吸收光谱研究了机械合金化法制备的非晶态Se $_{0.80}$ S $_{0.20}$合金，并对其总结构因子和EXAFS数据进行了反向蒙特卡罗模拟。它的振动模式，光学间隙和平均原子间距离和平均配位数的结构特性进行了测定和比较，发现为非晶硒$_{0.90}$ S $_{0.10}$合金。结果表明，配位数，原子间距离和间隙能量依赖于硫浓度。
2010-02-26 cond-mat.mtrl-sci
Structural Aspects of Deformation Defects in Bulk Metallic Glasses
用剪切转变区模型解释了大块金属玻璃的非均匀变形和均匀变形力学行为。目前，关于STZ的信息，即尺寸和密度，仅通过将模型方程拟合到从宏观力学试验获得的数据来提取。这是不够的，因为STZ理论的结构特征无法评估。在这里，我们开发的各向异性对分布函数（PDF）的方法直接表征力学响应的变形缺陷。我们的研究结果揭示了BMG中变形缺陷的物理图像，也提供了直接的实验观察BMG中的机械变形和变形缺陷的内在属性之间的联系。
2018-09-16 cond-mat.mtrl-sci
Pore and Ligament Size Control, Thermal Stability and Mechanical Properties of Nanoporous Single Crystals of Gold
纳米多孔金由于其多种性质，包括高表面积和催化活性，被广泛用于研究和纳米技术。韧带尺寸通常被认为是控制纳米多孔金的热稳定性和机械性能的唯一参数。最近，我们开发了一种方法，用于创建纳米多孔单晶金颗粒使用共晶分解的Au-Ge，然后通过选择性蚀刻的Ge。在这里，我们使用这种新的方法来创建纳米多孔金颗粒通过改变初始样品的相对浓度的金和锗的韧带大小控制。当在250至400摄氏度下研究1至4小时时，该材料在高达350摄氏度下是热稳定的，这高于通过去合金化制备的具有类似韧带尺寸的经典纳米多孔金的热稳定性。利用纳米压痕的纳米多孔金退火前后的机械性能进行了研究。对于较小的韧带尺寸，硬度随着退火温度增加到300摄氏度，然后强烈下降。对于较大的韧带尺寸，硬度随着退火温度的升高而降低。杨氏模量在300 ℃时不变。
2019-12-30 cond-mat.mtrl-sci
Machine-learning assistant DFT study of half-metallic full-Heusler alloy N2CaNa: structural, electronic, mechanical, and thermodynamics properties
University of Cross River State（克罗斯河州立大学）；National Technical University “Kharkiv Polytechnic Institute”（哈尔科夫国立理工大学）；Verkin Institute for Low Temperature Physics and Engineering of the National Academy of Sciences of Ukraine（乌克兰国家科学院低温物理与工程维尔金研究所）
通过DFT研究N2CaNa全Heusler合金的结构、电子、机械和热力学性质，发现其具有延展性和热力学稳定性，适用于自旋电子学和结构工程等应用。
2026-03-09 cond-mat.mtrl-sci
Effect of carbon vacancies on structural and mechanical properties of stable zirconium carbides: A first principles study
通过使用进化算法USPEX，我们已经预测了一些稳定的碳化锆。除了已知的岩盐型化学计量比ZrC（Fm-3 m）之外，本预测还确定了五种稳定的亚化学计量比碳化锆，其采用具有有序碳空位的岩盐型结构，Zr 8 C7（P-1）、Zr 6C 5（C2/m）、Zr 5C 4（P-1）、Zr 3C 2（C2/m）和Zr 2C（Fd-3 m）。研究了碳空位对材料结构和力学性能的影响。我们强调，碳空位的分布有显着的影响，体积，皮尤比，和硬度。我们进一步提出，可以通过用合适的元素，特别是氮和氧取代碳空位来提高硬度。
2015-10-17 cond-mat.mtrl-sci
Effects of intrinsic strain on the structural stability and mechanical properties of phosphorene nanotubes
使用分子动力学（MD）模拟，我们探讨了磷烯纳米管（PNT）的结构稳定性和机械完整性，在管状PNT结构中的固有应变起着重要的作用。有人提出，大直径扶手椅型PNTs（armPNTs）的原子结构可以在较高的温度下保持稳定，但在环向方向上的高本征应变使锯齿形PNTs（zigPNTs）不太有利。PNTs的力学性能，包括杨氏模量和断裂强度，对直径敏感，表现出尺寸依赖性。提出了一个简单的模型来表达的杨氏模量的内在轴向应变，这反过来又取决于直径的PNTs的函数。此外，臂形碳纳米管的压缩屈曲是长度相关的，随着直径/长度比的增大，其失稳模式由柱屈曲向壳屈曲过渡。
2016-01-14 cond-mat.mtrl-sci
Recently synthesized (Ti1-xMox)2AlC (0 < x < 0.20) solids solutions: Deciphering the structural, electronic, mechanical and thermodynamic properties via ab initio simulations
采用密度泛函理论研究了（Ti 1-xMox）2AlC（0 < x < 0.20）的结构、电子、力学和热力学性质.计算得到的晶格常数与实验值吻合较好。电子能带结构证实了金属性质。通过对能带结构、电子态密度和电荷密度分布的研究，证实了Mo取代对共价键的增强作用。弹性常数满足机械稳定性准则。共价键的强化导致机械性能的增强。（Ti_（1-x）Mox）_2AlC化合物具有脆性。通过对（Ti_（1-x）Mox）_2AlC的杨氏模量、压缩模量、剪切模量、泊松比以及剪切各向异性常数和普适各向异性因子的测定，揭示了（Ti_（1-x）Mox）_2AlC的各向异性本质。计算了不同Mo含量下（Ti_（1-x）Mox）_2AlC的德拜温度、最小热导率、Gruneisen参数和熔化温度。我们的计算值与报告值进行比较，如果可用的话。
2020-05-18 cond-mat.mtrl-sci
Crystallographic Reconstruction Driven Modified Mechanical Properties in Anisotropic Rhenium Disulfides
对力学行为的原子尺度研究对于完全理解断裂力学，特别是脆性材料的断裂力学是非常必要的，这些断裂力学是由原子尺度现象（例如，晶格俘获）。在这里，剥离的各向异性的二硫化铼（ReS 2）薄片被用来调查原子尺度的裂纹扩展取决于传播方向。虽然传统的应变-应力曲线表现出很强的各向异性取决于ReS 2的解理方向，但我们的实验结果表明，由于晶格重构在[100]裂纹具有高的抗断裂性降低解理各向异性。换句话说，具有低解理势垒的[010]和[110]裂纹表现出裂纹尖端的最终尖锐性而没有塑性形变，而[100]裂纹驱动裂纹一侧的晶格旋转，导致非平坦晶界形成。最后，与二维材料的高晶格随机性相关的晶体学重建驱动器到修改的解理倾向，进一步表明原子尺度的研究的重要性，以完整的理解力学。
2020-12-02 cond-mat.mtrl-sci
High quality factor single-crystal diamond mechanical resonators
单晶金刚石是一种很有前途的MEMS器件材料，因为它的机械损耗低，与极端环境的兼容性，以及与高质量自旋中心的内置界面。但它的使用在很大程度上受到加工和增长挑战的限制。我们展示了一种基于晶片键合的技术，以形成金刚石绝缘体，从我们使单晶金刚石微机械谐振器的机械品质因数高达338,000在室温下。可变温度测量到10 K揭示了非单调的品质因数对温度的依赖。这些谐振器能够将单晶金刚石集成到MEMS技术中，用于经典和量子应用。
2012-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhancement of mechanical properties of graphene oxide fibers via liquid crystalline phase formation and flake size optimization
A.B. Nalbandyan Institute of Chemical Physics NAS RA（亚美尼亚国家科学院化学物理研究所）；Yerevan State University（埃里温国立大学）
通过液晶相形成和鳞片尺寸优化提升石墨烯氧化物纤维的机械性能
2026-02-15 cond-mat.mtrl-sci
Computational insight on the structural, mechanical and thermal properties of Cu$_2$CdSnSe$_4$ and Cu$_2$HgSnSe$_4$ adamantine materials
采用基于密度泛函理论（DFT）的第一性原理计算方法和赝势平面波（PP-PW）方法，研究了Cu $_2$ CdSnSe $_4$和Cu $_2$ HgSnSe $_4$金刚石材料的结构、力学和热学性质.计算的晶格参数与实验和理论报道的数据符合得很好。使用静态有限应变方案计算两种化合物的弹性常数。静水压力对弹性常数的作用预测，这两种材料的机械稳定性高达10 GPa。多晶机械参数，即，从计算的单晶弹性常数估算了各向异性因子（$A$）、体积模量（$B$）、剪切模量（$G$）、杨氏模量（$E$）、拉梅系数（$λ$）和泊松比（$ν$）。$B/G$比值的分析表明，所研究的两种化合物表现为韧性。根据计算的力学参数，对德拜温度和导热系数进行了探讨。在准简谐近似下，研究了这两种晶体的晶格热容随温度的变化关系。
2016-12-21 cond-mat.mtrl-sci
Gauging Structural Aspects of ZnO nano-Crystal Growth ThroughX-ray Diffraction Studies and PAC
溶胶-凝胶为基础的纳米晶体ZnO材料的结构表征被报道，因为我们观察到一些以前未报道的结构方面以下的一系列退火阶段。通过傅里叶变换红外光谱（FTIR），其特征在于生长的样品。通过能量色散X射线（EDAX）分析和透射电子显微镜（TEM）监测纳米颗粒的化学纯度及其结晶度，而通过X射线衍射方法研究了纳米晶体生长结构的异常变化。此外，这些样品已被研究使用扰动角相关（PAC）技术与短寿命放射性探针111 mCd。通过这种方法观察到了纳米晶粒烧结后局部电子环境的变化。
2013-11-23 cond-mat.mtrl-sci
First-principles study of structural stability, dynamical and mechanical properties of Li2FeSiO4 polymorphs
Li 2FeSiO 4具有较高的理论容量（330 mA h/g），是下一代锂离子电池的重要替代正极材料。然而，它的发展面临着结构复杂和离子导电性差的重大挑战。在目前的工作中，潜在的正极材料Li 2FeSiO 4及其多晶型的相对稳定性，电子结构，热力学和机械性能进行了研究，通过最先进的密度泛函计算。在11个结构安排考虑的结构优化计算，实验已知的单斜P21修改被发现是基态结构。压力的作用引起了一系列符合P21 -Pmn 21- I222的相变，临界压力的估计值为0.38和1.93 GPa。电子结构表明，所有考虑的多晶型物具有非金属的字符，带隙值在3.0和3.2 eV之间变化。不同多晶型物之间的能量差异很小，并且大多数这些结构是动态稳定的。另一方面，单晶弹性常数的计算表明，只有少数Li 2FeSiO 4多晶型是机械稳定的。在室温下，不同晶型的Li_2FeSiO_4的扩散系数计算表明，该材料的锂离子电导率是贫乏的。
2016-11-14 cond-mat.mtrl-sci
Structural study of Cu$_{2-x}$Se alloys produced by mechanical alloying
用X射线衍射（XRD）技术研究了机械合金化法制备的超离子高温铜硒化物Cu $_{2-x}$ Se（$0 \le x \le 0.25$）的晶体结构。所测量的XRD图案显示存在对应于研磨态样品中的结晶超离子高温$α$ $_2$ Se相的峰，并且其结构数据通过Rietveld精修程序确定。在氩气中于200 $^\circ$ C热处理90小时后，该相转变为超离子高温$α$ $_{1.8}$ Se相，其结构数据也通过Rietveld精修确定.在该相中，Cu离子对32（f）位的占有率很低（$\sim 3$ %），为了解释该相的演变，提出了两种可能的机制：Cu离子在超离子相中的高迁移率和机械合金化产生的样品界面组分中强烈的扩散过程。
2004-01-31 cond-mat.mtrl-sci
Mechanical properties of lateral transition metal dichalcogenide heterostructures
过渡金属二硫属化物（TMD）单分子膜由于其特殊的结构、电子和力学性质而引起人们的广泛关注。它们的横向异质结构的形成允许在工程电子和光电子器件中具有新的灵活性。然而，横向异质结构的机械性能很少被研究。本文采用密度泛函理论（DFT）计算方法，对不同TMD单分子膜（包括二硫化钼（MoS 2）、二硒化钼（MoSe 2）、二硫化钨（WS 2）和二硒化钨（WSe 2））的1H、1 T '和1H/1 T'异质结构相的力学特性进行了比较研究。我们的研究结果表明，横向异质结构有一个相对较弱的机械强度为所有的TMD单分子膜。TMD单分子膜的力学性能与其结构相之间的显著相关性可用于调节材料的刚度。因此，我们的研究结果，提出了一种新的策略来操纵的机械特性的TMD工程的结构相，为他们的实际应用。
2020-09-28 cond-mat.mtrl-sci
Reconfigurable Strain Gradient Polarity in Crystalline Oxide Nanomembranes for Controlled Bending of Functional Materials
Stanford Institute for Materials and Energy Sciences, SLAC National Accelerator Laboratory（斯坦福材料能源科学研究所，SLAC国家加速器实验室）；Department of Applied Physics, Stanford University（斯坦福大学应用物理系）；Department of Physics, Stanford University（斯坦福大学物理系）
利用单晶锰矿纳米膜制备可切换双稳态纳米鼓，通过控制应变梯度极性实现0.01%至1%的应变变化，为氧化物膜应用提供机械框架。
2026-06-11 cond-mat.mtrl-sci
Adaptive hard and tough mechanical response in single-crystal B1 VNx ceramics via control of anion vacancies
高硬度和韧性通常被认为是单晶陶瓷的互斥特性。结合实验和室温下的从头算分子动力学（AIMD）原子模拟，我们证明了阴离子空位的引入同时提高了单晶NaCl结构VNx/MgO（001）薄膜的硬度和韧性.纳米压痕结果表明，VN0.8，这里被认为是代表性的欠化学计量VNx系统，是~20%的硬，以及更耐断裂比化学计量VN样品。VN和VN 0.8超晶胞在[001]和[110]伸长条件下的AIMD建模显示，两种材料的拉伸强度相似。然而，虽然化学计量的VN相系统地在拉伸屈服点以脆性方式裂解，但化学计量不足的化合物激活了消散累积应力的转变增韧机制。AIMD模拟还表明，VN0.8对{110}<1-10>和{111}<1-10>剪切变形的初始抵抗力大于VN。然而，对于逐渐增加的剪切应变，VN 0.8的机械行为逐渐从更难发展到更具韧性比VN。这种转变是由阴离子空位介导的，阴离子空位通过减少多达35%的活化剪切应力来促进{110}<1-10>和{111}<1-10>晶格滑移。电子结构分析表明，VN0.8的两种状态硬/韧机械响应主要源于其在第二近邻和第四近邻之间转移d电子的内在能力（即，跨空位位置）V-V金属态。我们的工作提供了一个路线的电子结构设计的硬质材料，其中的塑性机械响应与加载触发。
2020-03-21 cond-mat.mtrl-sci
Structural instabilities and mechanical properties of U$_2$Mo from first principles calculations
我们进行了详细的第一性原理计算的结构参数在零压和高压下，弹性性质，声子色散关系，和理想的强度的U $_2$ Mo与$C11_b$结构。与以前的理论研究相比，我们发现，这种$I4/mmm$结构确实是一个机械和动力学不稳定的阶段，这是证实了负的弹性常数$C_{66}$以及沿$Σ_1$ -N-P线观察到的虚声子模式。U $_2$ Mo的理想强度计算是沿[100]、[001]和[110]方向进行拉伸，并在（001）[010]和（010）[100]滑移系上进行剪切载荷。理想的剪切强度约为8.1 GPa，远小于18-28 GPa的拉伸强度，这表明韧性U $_2$ Mo合金将通过剪切而不是通过拉伸而失效。
2014-11-03 cond-mat.mtrl-sci
Computing Grain Boundary Diagrams of Thermodynamic and Mechanical Properties
计算晶界（GB）对应体相图代表了一个新兴的研究方向。使用一个经典的脆化模型系统镓掺杂铝合金，这项研究表明，计算温度和成分依赖的GB图的可行性，不仅代表平衡热力学和结构特征，但也力学性能。具体而言，混合Monte Carlo和分子动力学（MC/MD）模拟用于获得平衡GB结构作为温度和组成的函数。模拟GB结构进行了验证，通过像差校正的扫描透射电子显微镜。随后，对模拟平衡GB结构进行MD拉伸试验。GB图计算不仅GB吸附和结构紊乱，但界面结构和化学宽度，MD极限拉伸强度，和MD拉伸韧性。这项研究提出了一个研究方向，通过计算GB图的热力学，结构和机械（或潜在的其他）性能，调查GB的组成，结构，性能的关系。
2022-01-19 cond-mat.mtrl-sci
Mechanistic insights of dissolution and mechanical breakdown of FeCO3 corrosion films
了解X65碳钢在CO2条件下的腐蚀膜行为对确定腐蚀产物的形成和转化至关重要。本工作通过分子技术与成像相结合，呈现了pH和流动对腐蚀膜产生的化学变化和机械效应。菱铁矿、方铁矿和磁铁矿被鉴定为中性pH下的腐蚀产物，在低pH下被1 m/s的盐水流溶解和机械损伤，晶体尺寸减小约80%。相反，在pH 7和1 m/s的流速下，有利于从膜中去除整个晶体。
2021-02-05 cond-mat.mtrl-sci
Theoretical Study of the Structural, Electronic, Mechanical, and Optical of Transition Metal (Mn, Co, and Ni) Doped FrGeI3 Perovskites
本研究采用基于密度泛函理论的第一性原理计算，探究Mn、Co、Ni三种过渡金属掺杂对无铅FrGeI₃钙钛矿结构、电子、机械及光学特性的影响，发现掺杂可增大带隙并提升相关性能，为新型光电子与生物医学器件研发提供理论支撑。
2023-04-30 cond-mat.mtrl-sci
Structural and electronic properties of highly doped topological insulator Bi2Se3 crystals
采用Bridgman法合成了高掺杂拓扑绝缘体Bi2Se3单晶，并对其结构和电子性质进行了研究.通过X射线衍射，扫描隧道显微镜和拉曼光谱的晶格结构表征证实了高品质的生长单晶。角分辨光电子能谱直接揭示了电子能带结构中的拓扑表面态。输运测量表明，导电占主导地位的散装载流子，并证实了先前观察到的散装量子霍尔效应在这样的高掺杂的Bi2Se3样品。我们简要地讨论了几种可能的策略，降低体电导。
2012-12-06 cond-mat.mtrl-sci
Mechanical Properties of Au Coated Si Nanowafer: an Atomistic Study
本文利用分子动力学拉伸与压缩模拟，系统研究温度、金层厚度、应变速率及晶体取向对金包覆硅纳米片力学性能和失效机制的影响。
2020-12-02 cond-mat.mtrl-sci
Atomic investigations on the mechanical properties of CoCrNi medium-entropy alloy nanowires
Nanjing University of Information Science and Technology（南京信息工程大学）
本研究通过分子动力学模拟探究CoCrNi中熵合金纳米线的力学性能，揭示其各向异性及原子力与力学性能的线性关联，为合金纳米线设计提供指导。
2026-09-09 cond-mat.mtrl-sci
Mechanical properties of model colloidal mono-crystals
我们研究了由高度单分散液滴制成的二维无缺陷单晶的弹性和屈服性质。晶体被压缩在两个平行的边界之间，其中一个用作力传感器。随着边界之间的可用空间减少，晶体经历连续的行减少过渡。对于小的压缩力，晶体弹性响应，直到达到临界力，并且组件在单个灾难性的全球事件中断裂。相应地，在与每个行减少相关联的力测量中存在峰值。理想的单晶样品的弹性性能完全捕获由一个简单的分析模型组成的一个单独的毛细管弹簧组件。晶体的屈服性质被捕获的最小键断裂模型。
2020-07-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Effect of deep-defect excitation on mechanical energy dissipation of single-crystal diamond
金刚石的超宽带隙将其与其他半导体区分开来，因为所有已知的缺陷都具有在室温下不活跃的深能级。在这里，我们提出的影响，深缺陷的机械能量耗散单晶金刚石的实验和理论高达973 K。能量耗散被发现随温度的增加，并表现出局部最大值，由于声子和深缺陷之间的相互作用，在特定的温度下激活。提出了一个含深能级的二能级模型，较好地解释了高温下的能量耗散。很明显，去除硼杂质可以显著提高室温金刚石机械谐振器的品质因数。氮的深能性质赋予单晶金刚石在室温或更高温度下在机械谐振器中具有出色的低本征能量耗散。
2020-10-23 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Mechanical stability conditions for 3D and 2D crystals under arbitrary load
该研究统一了任意载荷下3D和2D材料全对称类的机械稳定性条件，基于四阶刚度张量的谱分解验证Kelvin模量正定性，给出高对称晶体显式条件并提供可分析任意对称晶体的Mathematica工具。
2025-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Mechanical, elastic and thermodynamic properties of crystalline lithium silicides
采用密度泛函理论和基于修正嵌入原子的力场方法对锂硅化物（LixSiy）的晶体热力学稳定相进行了研究，并与实验结果进行了比较.基于分子动力学的MEAM方法为大晶胞晶体结构的热力学性质计算提供了一个快速、准确的计算框架。除了包括Li、Li 12 Si 7、Li 7Si 3、Li 13 Si 4、Li 15 Si 4、Li 21 Si 5、Li 17 Si 4、Li 22 Si 5和Si的声子态密度、振动自由能和等容/等压比热容的热力学性质之外，还评价了如体积模量和弹性常数的机械性质。对于一个选定的相（Li_（13）Si_4），我们研究了温度依赖的声子态密度的影响及其对等压热容的影响。
2016-10-27 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Ab-initio tensile tests of Al bulk crystals and grain boundaries: on the universality of mechanical behaviour
我们沿着不同的拉伸轴以及垂直于不同的晶界对块体Al进行了从头算拉伸测试，以确定界面能、分离功和理论强度等机械性能。我们发现，所有不同的研究几何形状表现出的能量-位移曲线，可以带入重合的精神，众所周知的通用结合能关系曲线。这大大简化了计算从头拉伸强度的整个参数空间的晶界。
2010-05-20 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Development of a thermo-mechanically coupled crystal plasticity modeling framework: application to polycrystalline homogenization
准确预测金属材料的热力耦合过程可以降低制造成本，提高生产率。为了用有限元方法模拟这些耦合过程，需要精确描述材料的机械和热响应以及它们的相互作用。传统的材料建模采用经验宏观本构关系，但不考虑在微观水平上发生的实际热机械机制。然而，对后者的考虑对于获得准确的预测和对基本物理的全面理解可能是至关重要的。在这项工作中，我们描述了一个完全耦合的隐式晶体塑性模拟的热力学框架。该框架包括热应变、晶体行为的温度依赖性和由于塑性滑移而通过耗散产生的热量，并且由于控制方程的隐式积分而允许使用大变形步骤。它的使用内计算均匀化模拟允许桥接的塑性形变和温度梯度在宏观尺度与微观滑移在晶粒尺度。一系列的数值例子来验证该方法。
2019-03-08 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Experimental study and critical review of structural, thermodynamic and mechanical properties of superhard refractory boron suboxide, B6O
在本论文中，我们进行了分析的结构，热力学和力学性能的B6O的现有数据。虽然这种化合物已经被发现了半个世纪，并且已经被广泛研究，但这种富含硼的固体的许多性质仍然未知或可疑。我们的实验和文献数据的半经验分析，使我们能够选择的主要热力学和力学特性的最佳值在以前报道的数据，预测B6O的热弹性状态方程，其硬度的非化学计量比和温度的依赖性。
2011-12-01 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Crystallographic orientation errors in mechanical exfoliation
我们评估了机械剥离的范德瓦尔斯材料的结晶取向所产生的薄片的效果。薄片起源于一个单晶的石墨，其取向确认使用STM，使用小平面取向和电子背散射衍射（EBSD）进行了研究。虽然小平面在单轮剥离（$ σ\approx 5^o $）后显示出宽的角度分布，但EBSD显示真实的晶体学取向分布更窄（$ σ\approx 1.5^o $），并且小平面具有与真实取向的近似误差。此外，我们还发现石墨断口大多数是沿扶手椅线断裂，解理过程导致锯齿线部分的增加。我们的研究结果放置值的剥离过程中的一个单一的一轮所造成的旋转，并建议，当1-2度的精度是必要的，薄片的取向可以衡量的宏观单晶体的取向，它是剥离。
2020-06-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mechanical control of crystal symmetry and superconductivity in Weyl semimetal MoTe$_2$
通过中子衍射和输运测量研究了非中心对称Weyl半金属候选物MoTe $_2$，压力高达1.5 GPa，温度低至40 mK。中心对称和非中心对称的结构相被发现共存的超导状态。密度泛函理论（DFT）计算表明，电子-声子耦合的强度是相似的两种晶体结构。此外，发现通过控制应力的非流体静力分量，可以机械地控制基态晶体结构。这允许在超导相中将晶体对称性从中心对称调谐到非中心对称。DFT计算支持这种晶体结构的应变控制。这种晶体对称性的机械控制提供了一种调整MoTe $_2$能带拓扑结构和可能的超导态拓扑结构的途径。
2018-06-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Universal mechanical exfoliation of large-area 2D crystals
二维（2D）材料为探索原子级薄晶体中出现的现象提供了非凡的机会。从石墨烯的第一次分离开始，机械剥离一直是提供高质量2D材料的关键，但尽管有所改进，但在产量、横向尺寸和污染方面仍然有限。在这里，我们介绍了一种无污染，一步和通用的Au辅助机械剥离方法，并证明其有效性，通过隔离40种类型的单晶单层，包括元素二维晶体，金属-二硫属化物，磁体和超导体。它们中的大多数是毫米级和高质量的，如通过电子显微镜、光谱和电输运的无转移测量所示。还以高产率制备了大的悬浮二维晶体和异质结。增强晶体和基板之间的粘附力，使这种有效的剥离，我们确定了一个共同的规则，支持生产大面积单层的通用路线，从而支持研究的基本性质和潜在的应用2D材料。
2020-02-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic poles enabled kirigami meta-structure for stable mechanical memory storage with high information density
该研究提出含梯度参数与磁性N-S极的3D打印多层圆柱形剪纸机械存储器，借助变形序列和单元独立变形组合实现指数级更高信息密度，并抗挤压、冲击与摇动。
2023-04-18 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Mechanically-tunable bandgap closing in 2D graphene phononic crystals
我们提出了一种可调声子晶体，它经历了从机械绝缘到机械透射（金属）的相变。具体而言，在我们的模拟的声子晶格双轴张力（$σ_{xx} =σ_{yy}$ = 0.01 N $/$ m），我们发现一个带隙的面外声子的范围为48.8 - 56.4 MHz，我们可以关闭增加张力单轴度（$σ_{xx} / σ_{yy}$）到1.7。为了操纵张力分布，我们设计了一个有限尺寸的现实设备，其中$σ_{xx} / σ_{yy}$通过向由悬浮石墨烯制成的声子晶体施加栅极电压来调谐。我们表明，相变可以通过声传输测量探测，声子带隙持续存在，即使在夹杂物表面污染物和随机张力变化存在于现实的设备。所提出的系统作为一个晶体管的声子与开/关比为$10^5$（100 dB抑制），因此是一个有价值的扩展声子逻辑应用。此外，这种对金属-绝缘体转变（mMIT）的机械模拟允许机械实体（例如机械量子位）之间的可调谐耦合。
2023-02-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Mechanical relaxation and fracture of phase field crystals
针对相场晶体（PFC）动力学缺乏描述材料系统快速力学松弛机制的局限性，提出了一种研究PFC力学响应和断裂行为的计算方法。该方法是基于一个简单的插值计划PFC（IPFC）利用位移场的条件，以满足当地的弹性平衡，同时保留原始PFC模型的关键特性。我们进行了一个系统的力学性能的样品nanoriginates系统的蜂窝晶格对称性进行单轴拉伸，数值验证的IPFC计划和比较与原来的PFC和修改后的PFC方法。力学响应的结果，在弹性和断裂制度，在不同的系统尺寸和施加的应变率，由于其有效的过程中的机械平衡的IPFC方法的优势和效率。在IPFC计算中获得了脆性断裂行为，其中系统温度和手性对断裂强度和杨氏模量的影响也被确定，结果与先前石墨烯原子模拟中发现的结果一致。IPFC计划是通用的，适用于使用不同类型的PFC自由能泛函设计的各种材料系统的力学研究。
2018-11-21 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Phase-field-crystal models and mechanical equilibrium
相场晶体（PFC）模型构成了原子长度和扩散时间尺度上的凝固，熔化和相关现象的场论方法。这些模型的优点之一是，它们自然包含与晶体中的应变相关的弹性激发。然而，不稳定性的扩散驱动的平衡往往是数量级慢于弹性激励的动态，因此不包括在标准PFC模型的动态。我们推导出一种方法来隔离的扩散动力学的PFC方法中的弹性激发的时间演化，并建立了一个两阶段的过程中，弹性激发分别平衡。这确保了机械平衡在任何时候。我们展示了具体的例子，证明了分离的弹性和扩散的时间尺度的必要性。在小变形的限制，这种方法是同意线弹性理论。
2013-11-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
