孔洞和孪晶界对银纳米线形变行为联合影响的分子动力学模拟

汪秀秀 赵健伟 余刚

引用本文: 汪秀秀,  赵健伟,  余刚. 孔洞和孪晶界对银纳米线形变行为联合影响的分子动力学模拟[J]. 物理化学学报, 2017, 33(9): 1773-1780. doi: 10.3866/PKU.WHXB201705087 shu
Citation:  WANG Xiu-Xiu,  ZHAO Jian-Wei,  YU Gang. Combined Effects of the Hole and Twin Boundary on the Deformation of Ag Nanowires: a Molecular Dynamics Simulation Study[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2017, 33(9): 1773-1780. doi: 10.3866/PKU.WHXB201705087 shu

孔洞和孪晶界对银纳米线形变行为联合影响的分子动力学模拟

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(51271074)资助

摘要: 在分子动力学模拟的基础上,系统地研究了银纳米线在单轴拉伸条件下的塑性形变。本文研究了不同孔径大小的[111]晶向的孪晶纳米线的力学性能。研究发现,孔洞的存在对弹性形变阶段没有影响。孪晶界上的孔洞在塑性形变阶段主要有两个作用。在初始塑性形变阶段,当孔洞的尺寸较小时,主要是作为位错源产生新的位错;随着孔洞尺寸的增大,主要作用变为阻碍位错滑移。在塑性形变的后期,孔洞的两个作用相辅相成,但随着孔洞尺寸的增大,孔洞作为位错源产生位错的作用变得显著,最终导致纳米线的塑性减弱。

English

    1. [1]

      (1) Wan, Q.; Li, Q. H.; Chen, Y. J.; Wang, T. H.; He, X. L.; Li, J. P.; Lin,C. L. Appl. Phys. Lett. 2004, 84, 3654. doi: 10.1063/1.1738932

    2. [2]

      (2) Liu, H. Q.; Kameoka, J.; Czaplewski, D. A.; Craighead, H. G. Nano Lett. 2004, 4, 671. doi: 10.1021/nl049826f

    3. [3]

      (3) Melosh, N. A.; Boukai, A.; Diana, F.; Gerardot, B.; Badolato, A.; Petroff, P. M.; Heath, J. R. Science 2003, 300, 112.doi: 10.1126/science.1081940

    4. [4]

      (4) Husain, A.; Hone, J.; Postma, H. W. C.; Huang, X. M. H.; Drake,T.; Barbic, M.; Scherer, A.; Roukes, M. L. Appl. Phys. Lett. 2003, 83,1240. doi: 10.1063/1.1601311

    5. [5]

      (5) Park, H. S.; Cai, W.; Espinosa, H. D.; Huang, H. C. MRS Bull. 2009,34, 178. doi: 10.1557/mrs2009.49

    6. [6]

      (6) Lieber, C. M.; Wang, Z. L. MRS Bull. 2007, 32, 99.doi: 10.1557/mrs2007.41

    7. [7]

      (7) Alexandrov, A. S.; Kabanov, V. V. Phys. Rev. Lett. 2005, 95,076601. doi: 10.1103/PhysRevLett.95.076601

    8. [8]

      (8) Xia, Y. N.; Yang, P. D.; Sun, Y. G.; Wu, Y. Y.; Mayers, B.; Gates, B.; Yin, Y. D.; Kim, F.; Yan, Y. Q. Adv Mater.2003, 15, 353. doi: 10.1002/chin.200322236

    9. [9]

      (9) Liang, H. Y.; Upmanyu, M.; Huang, H. C. Phys. Rev. B 2005, 71, 241403. doi: 10.1103/ PhysRevB.71.241403

    10. [10]

      (10) Diao, J.; Gall, K.; Dunn, M. L. J. Mech. Phys. Solids. 2004, 52,1935. doi: 10.1016/j.jmps.2004.03.009

    11. [11]

      (11) Rodrigues, V.; Fuhrer, T.; Ugarte, D. Phys. Rev. Lett. 2000, 85,4124. doi: 10.1103/PhysRevLett.85.4124

    12. [12]

      (12) Rego, L.G.C.; Rocha, A.R.; Rodrigues, V.; Ugarte, D. Phys. Rev. B 2002, 67, 106. doi: 10.1103/ PhysRevB.67.045412

    13. [13]

      (13) Kondo, Y.; Takayanagi, K. Phys. Rev. Lett. 1997, 79, 3455.doi: 10.1103/PhysRevLett.79.3455

    14. [14]

      (14) Wen, Y. H.; Zhang, Y.; Wang, Q.; Zheng, J. C.; Zhu, Z. Z.Comput. Mater. Sci. 2010, 48, 513.doi: 10.1016/j.commatsci.2010.02.015

    15. [15]

      (15) Algra, R. E.; Verheijen, M. A.; Borgstrom, M. T.; Feiner, L.F.; Immink, G.; Enckevort, W. J. P.; Vlieg, E.; Bakkers, E. P.A. M. Nature 2008, 456, 369. doi: 10.1038/nature07570

    16. [16]

      (16) Johansson, J.; Karlsson, L. S.; Svensson, C. P. T.; Martensson,T.; Wacaser, B. A.; Deppert, K.; Samuelson, L.; Seifert, W.Nat. Mater. 2006, 5, 574. doi: 10.1038/nmat1677

    17. [17]

      (17) Wang, D. H.; Wang, D. Q.; Hao, Y. J.; Jin, G. Q.; Guo, X. Y.; Tu, K. N. Nanotechnology 2008, 19, 215602.doi: 10.1088/0957-4484/19/21/215602

    18. [18]

      (18) Shim, H. W.; Zhang, Y.; Huang, H. J. Appl. Phys. 2008, 104,10257. doi: 10.1063/1.2979716

    19. [19]

      (19) Sansoz, F.; Deng, C. Appl. Phys. Lett. 2008, 93, 086101.doi: 10.1063/1.2970029

    20. [20]

      (20) Wu, B.; Heidelberg, A.; Boland, J. J.; Sader, J. E.; Sun, X. M.; Li, Y. D. Nano Lett. 2006, 6, 468. doi: 10.1021/nl052427f

    21. [21]

      (21) Sangid, M. D.; Ezaz, T.; Sehitoglu, H. Acta Mater. 2011, 59,283. doi: 10.1016/j.actamat.2010.09.032

    22. [22]

      (22) Bernardi, M.; Raja, S. N.; Lim, S. K. Nanotechnology 2010, 21,285607. doi: 10.1088/0957-4484/21/28/285607

    23. [23]

      (23) Wen, Y. H.; Huang, R.; Zhu, Z. Z.; Wang, Q. Comput. Mater. Sci. 2012, 55, 205. doi: 10.1016/j.commatsci.2011.11.020

    24. [24]

      (24) Zhang, J. J.; Xu, F. D.; Yan, Y. D.; Sun, T. Chin. Sci. Bull.2013, 58, 684. doi: 10.1007/s11434-012-5575-3

    25. [25]

      (25) Lu, K.; Lu, L.; Suresh, S. Science. 2009, 324, 349.doi: 10.1126/science.1159610

    26. [26]

      (26) Lu, L.; Sui, M. L.; Lu, K. Science. 2000, 287, 1463.doi: 10.1126/science.287.5457.1463

    27. [27]

      (27) Lu, L.; Chen, X.; Huang, X.; Lu, K. Science 2009, 323, 607.doi: 10.1126/science.1167641

    28. [28]

      (28) Lu, L.; Shen, Y. F.; Chen, X. H.; Qian, L. H.; Lu, KScience 2004, 304, 422. doi: 10.1126/science.1092905

    29. [29]

      (29) McDowell, M. T.; Leach, A. M.; Gaill, K. Nano. Lett. 2008, 8,3613. doi: 10.1021/nl801526c

    30. [30]

      (30) Guo, X.; Xia, Y. Z. Acta Mater. 2011, 59, 2350.doi: 10.1016/j.actamat.2010.06.047

    31. [31]

      (31) Kulkarni, Y.; Asaro, R. J. Acta Mater. 2009, 57, 4835.doi: 10.1016/j.actamat.2009.12.031

    32. [32]

      (32) Zhang, Y. F.; Huang, H. C.; Atluri, S. N. CMES-Comp Model. Eng. Sci. 2008, 35, 215. doi: 10.3970/cmes.2008.035.215

    33. [33]

      (33) Ding, F.; Li, H.; Wang, J. L.; Shen, W. F.; Wang, G. H.J. Phys. Condens. Matter. 2002, 14, 113.doi: 10.1088/0953-8984/14/1/310

    34. [34]

      (34) Cao, A. J.; Wei, Y. G.; Mao, S. X. Appl. Phys. Lett. 2007, 90,151909. doi: 10.1063/1.2721367

    35. [35]

      (35) Deng, C.; Sansoz, F. Nano Lett. 2009, 9, 1517.doi: 10.1021/nl803553b

    36. [36]

      (36) Deng, C.; Sansoz, F. ACS Nano 2009, 3, 3001.doi: 10.1021/nn900668p

    37. [37]

      (37) Wu, H. A.; Liu, G. R.; Wang, J. S. Model. Simul. Mater. Sci. Eng. 2004, 12, 225. doi: 10.1088/0965-0393/12/2/004

    38. [38]

      (38) Heino, P.; Hakkinen, H.; Kaski, K. Phys. Rev. B 1998, 58, 641.doi: 10.1103/PhysRevB.58.641

    39. [39]

      (39) Meyers, M. A.; Aimone, C. T. Prog. Mater. Sci. 1983, 28, 1.doi: 10.1016/0079-6425(83)90003-8

    40. [40]

      (40) Kohlhoff, S.; Gumbsch, P.; Fischmeister, H. F. Philosophical Magazine A 1991, 64, 851.doi: 10.1080/01418619108213953

    41. [41]

      (41) Fischmeister, H. F.; Exner, H. E.; Poech, M.H.; Kohlhoff, S.; Gumbsch, P.; Schmauder, S.; Sigl, L. S.; Spiegler, R.Zeitschrift Fur Metallkunde 1989, 80, 839. (42) Silva, E. Z.; Novaes, F. D.; Silva, A. J. R.; Fazzio, A.Phys.Rev. B 2004, 37, 115411. doi: 10.1103/PhysRevB.69.115411

    42. [42]

      (43) Zhao, J. W.; Yin, X.; Liang, S.; Liu, Y. H.; Wang, D. X.; Deng, S. Y.; Hou, J. Chem. Res. Chin. Univ. 2008, 24, 367.doi: 10.1016/S1005-9040(08)60077-X

    43. [43]

      (44) Wang, D. X.; Zhao, J. W.; Hu, S.; Yin, X.; Liang, S.; Liu, Y.H.; Deng, S. Y. Nano Lett. 2007, 7, 1208.doi: 10.1021/nl0629512

    44. [44]

      (45) Liu, Y. H.; Zhao, J. W.; Wang, F. Y. Phys. Rev. B 2009, 80,115417. doi: 10.1103//PhysRevB.80.115417

    45. [45]

      (46) Wang, F. Y.; Gao, Y. J.; Zhu, T. M.; Zhao, J. W.Nanoscale 2011, 3, 1624. doi: 10.1039/CONR00797H

    46. [46]

      (47) Liu, Y. H.; Wang, F. Y.; Zhao, J. W.; Jiang, L. Y.; Kiguchi,M.; Murakoshi, K. Phys. Chem. Chem. Phys. 2009, 11, 6514.doi: 10.1039/B902795E

    47. [47]

      (48) Johnson, R. A. Phys. Rev. B 1988, 37, 3924.doi: 10.1103/PhysRevB.37.3924

    48. [48]

      (49) Johnson, R. A. Phys. Rev. B 1988, 37, 6121.doi: 10.1103/PhysRevB.37.6121

    49. [49]

      (50) Johnson, R. A. Phys. Rev. B 1989, 39, 12554.doi: 10.1103/PhysRevB.39.12554.

    50. [50]

      (51) Kelchner, C. L.; Plimpton, S. J.; Hamilton, J. C. Phys. Rev. B 1998, 58, 11085. doi: 10.1103/PhysRevB.58.11085.

    51. [51]

      (52) Wu, H. A. Eur. J. Mech. 2006, 25, 370.doi: 10.1016/j.euromechsol.2005.11.008

    52. [52]

      (53) Gao, Y. J.; Sun, Y. L.; Yang, X. B.; Sun, Q.; Zhao, J. W.; Molecular Simulation 2015, 41, 1546.doi: 10.1080/08927022.2014.999238

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  1
  • 文章访问数:  858
  • HTML全文浏览量:  51
文章相关
  • 发布日期:  2017-05-08
  • 收稿日期:  2017-03-16
  • 修回日期:  2017-04-27
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章