Hiện tượng trễ trong biến dạng đơn trục của vật liệu hai chiều penta-graphene

Bài viết Hiện tượng trễ trong biến dạng đơn trục của vật liệu hai chiều penta-graphene trình bày ảnh hưởng của tốc độ biến dạng lên việc khảo sát hiện tượng trễ trong cơ học vật rắn của vật liệu hai chiều penta-graphene dưới tác dụng của ngoại lực.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Hiện tượng trễ trong biến dạng đơn trục của vật liệu hai chiều penta-grapheneTạp chí Khoa học Đại học Huế: Khoa học Tự nhiên pISSN 1859-1388Tập 132, Số 1C, 39–49, 2023 eISSN 2615-9678 HIỆN TƯỢNG TRỄ TRONG BIẾN DẠNG ĐƠN TRỤC CỦA VẬT LIỆU HAI CHIỀU PENTA-GRAPHENE Đặng Minh Triết1*, Nguyễn Thị Bảo Trang2,3, Trịnh Xuân Hoàng4 1Khoa Sư Phạm, Trường Đại học Cần Thơ, Đường 3/2, Quận Ninh Kiều, Cần Thơ, Việt Nam 2 Đại học FPT, 600 Nguyễn Văn Cừ, Quận Ninh Kiều, Cần Thơ, Việt Nam 3 Phổ thông Cao đẳng FPT Polytechnic, Nguyễn Văn Linh, Quận Ninh Kiều, Cần Thơ, Việt Nam 4 Viện Vật lý – Viện Hàn Lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, 10 Đào Tấn, Quận Ba Đình, Hà Nội, Việt Nam * Tác giả liên hệ Đặng Minh Triết (Ngày nhận bài: 15-03-2022; Hoàn thành phản biện: 24-07-2023; Ngày chấp nhận đăng: 17-08-2023) Tóm tắt. Trong nghiên cứu này, chúng tôi sử dụng phương pháp động lực học phân tử để khảo sát hiện tượng trễ của vật liệu hai chiều penta-graphene dưới tác dụng của biến dạng đơn trục. Kết quả cho thấy rằng tấm penta-graphene với 10086 nguyên tử carbon có độ bền cơ học cao, ứng suất đáp ứng biến dạng lớn, có thể đạt đến ~170 GPa. Với tốc độ dãn lớn (0,1 Å/ps), trong giới hạn đàn hồi, tấm penta-graphene thể hiện quá trình chuyển pha liên tục; các thông số cấu trúc và nhiệt động gần như đồng biến với độ biến dạng. Tuy nhiên, ở tốc độ dãn nhỏ nhất (2 × 10–6 Å/ps), chúng tôi quan sát được sự chuyển pha loại I trong tấm penta-graphene khi độ biến dạng đạt khoảng 7%. Đồ thị ứng suất và số phối vị theo độ biến dạng thể hiện sự gián đoạn đột ngột tại điểm chuyển pha cấu trúc. Đồng thời, khi nén ngược lại tấm penta-graphene từ trạng thái dãn trong giới hạn đàn hồi, chu trình trễ của đồ thị ứng suất và số phối vị thể hiện rõ nét ở tốc độ biến dạng này. Kết quả nghiên cứu này cho một cách nhìn mới về lý thuyết chuyển pha và hiện tượng trễ trong nghiên cứu tính chất đàn hồi của vật liệu hai chiều penta-graphene. Từ khoá: biến dạng đơn trục (nén/dãn), động lực học phân tử (MD), penta-graphene, hiện tượng trễ trong biến dạng Hysteresis of two-dimensional penta-graphene thin films under uniaxial deformation Minh Triet Dang1*, Nguyen Thi Bao Trang2,3, Hoang Xuan Trinh1 School of Education, Can Tho University, 3/2 St., Ninh Kieu District, Can Tho, Viet Nam 1 2 FPT University, 600 Nguyen Van Cu St., Ninh Kieu District, Can Tho, Viet Nam 3 FPT Polytechnic, Nguyen Van Linh St., Ninh Kieu District, Can Tho, Viet Nam 4 Institute of Physics-Vietnam Academy of Science and Technology, 10 Dao Tan St., Ba Dinh District, Ha Noi, Viet Nam * Correspondence to Minh Triet Dang (Received: 15 March 2022; Revised: 24 July 2023; Accepted: 17 August 2023) Abstract. We use molecular dynamic simulations to investigate the hysteresis of two-dimensional penta- graphene under uniaxial deformation. The results show that a penta-graphene thin film with 10086 carbon atoms can withstand ultra-high strength with a maximum applied stress of ~170 GPa without failure. Under a high shear rate (0.1 Å/ps) and in the elastic regime, the penta-graphene thin film exhibitsDOI: 10.26459/hueunijns.v132i1C.6708 39 Đặng Minh Triết và CS. a continuous phase transformation, in which the thermodynamic parameters proportionally change with applied strain. However, at the lowest shear rate of 2 × 10–6 Å/ps, a first-order-like phase transition is observed at ~7% strain. The mean coordination number versus strain curve exhibits a sharp discontinuity of stress. Also, when reversing the shear in the linear elastic regime, the hysteresis effects become prominent at this very low strain rate. These results extend our understanding of the first-order-like structural-phase transition of two-dimensional penta-graphene thin films. Keywords: uniaxial deformation (compression/extension), molecular dynamic simulations, penta- graphene, hysteresis1 Mở đầu cong [17]. Tuy nhiên, do graphene có độ rộng vùng cấm bằng không, việc điều khiển sự đóng mở trạng thái điện Hiện tượng trễ trong các linh kiện điện tử bán dẫn tử gặp không ít khó khăn, dẫn đến các hạn chế trong việcthường được khảo sát dựa qua các h ...