62、单层 MoS₂ 纳米带力学性能的尺寸效应及微 V 形梁热 - 机械行为模拟

单层 MoS₂ 纳米带力学性能的尺寸效应及微 V 形梁热 - 机械行为模拟

1. 单层 MoS₂ 纳米带力学性能研究

在研究单层二硫化钼（SLMoS₂）纳米带的力学性能时，采用分子动力学有限元方法（MDFEM）结合 Stillinger - Weber 势进行模拟。将原子和原子位移分别视为节点和节点位移，引入 2 节点和 3 节点单元来模拟原子间的相互作用。

通过求解线性方程组得出原子（节点）位移和力与边界条件之间的关系。原子位移在每一步进行更新，直至力的范数小于给定的容差。

1.1 方形 SLMoS₂ 纳米带的尺寸效应

• 应力 - 应变曲线 ：构建尺寸在约 20×20 Å 到约 200×200 Å 之间的方形 SLMoS₂ 纳米带。扶手椅型纳米带的应力 - 应变曲线在断裂点之前几乎相同，而锯齿型纳米带的曲线在最后阶段略有分离。扶手椅型纳米带的断裂应力始终高于锯齿型纳米带。
• 杨氏模量 ：随着尺寸的增加，扶手椅型纳米带的杨氏模量从 91.7 N/m 增加到 97.2 N/m，锯齿型纳米带的杨氏模量从 104.3 N/m 降低到 98.6 N/m。在较大尺寸的薄片中，扶手椅型和锯齿型纳米带的杨氏模量变化较小，并趋于相同的值，表明大尺寸方形 SLMoS₂ 薄片的杨氏模量是各向同性的。
• 泊松比 ：泊松比随尺寸的增加而上升，但当尺寸大于 100 Å 时，上升速度逐渐减慢。在约 200 Å 的方形纳米带中，锯齿型和扶手椅型纳米带的泊松比分别为 0.25 和 0.26。