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Bending-induced extension in two-dimensional crystals

Acta Mechanica Sinica 2017年第1期33卷 71-76页

作者： Douxing Pan Yao Li Tzu-Chiang Wang Wanlin Guo State Key Laboratory of Nonlinear Mechanics Institute of Mechanics Chinese Academy of Sciences Beijing 100190China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049China State Key Laboratory of Mechanics and Control for Mechanical Structures and Key Laboratory for Intelligent Nano Materials and Devices (MOE) Nanjing University of Aeronautics and Astronautics Nanjing 210016 China

We find by ab initio simulations that significant overall tensile strain can be induced by pure bending in a wide range of two-dimensional crystals perpendicular to the bending moment, just like an accordion being bent to open. This bending-induced tensile strain increases in a power law with bent curvature and can be over 20% in monolayered black phosphorus and transition metal dichalcogenides at a moderate curvature of but more than an order weaker in graphene and hexagon boron nitride. This accordion effect is found to be a quantum mechanical effect raised by the asymmetric response of chemical bonds and electron density to the bending curvature.

关键词： Monolayer black phosphorus Bending to extension accordion effect Density functional theory

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