Thanh bên bài viết
NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT CƠ HỌC CỦA VẬT LIỆU ĐƠN LỚP SiSX (x=1,2)
Nội dung chính của bài viết
Tóm tắt
Trong nghiên cứu này, đã khảo sát các tính chất cơ học của cấu trúc đơn lớp SiSₓ (x = 1, 2) bằng phương pháp lý thuyết phiếm hàm mật độ (DFT). Kết quả phân tích quan hệ ứng suất - biến dạng cho thấy cả SiS và SiS₂ có độ bền cơ học tốt, với biến dạng phá hủy lý tưởng theo phương xy đạt εxy=18% với ứng suất tới hạn khoảng 9,8N/m. Đáng chú ý, SiS₂ thể hiện độ bền vượt trội hơn SiS, với mức biến dạng phá hủy lớn nhất đạt εyy=26% theo phương y và ứng suất tới hạn 9,48N/m, trong khi giá trị thấp nhất ở cả hai vật liệu xuất hiện theo phương x, với εxx=14%. Ở mức biến dạng nhỏ (ε <4%), SiS duy trì tính đàn hồi tốt hơn, cho thấy độ cứng cao hơn trong giai đoạn đầu của quá trình kéo giãn. Những đặc tính cơ học này khẳng định tiềm năng của SiS và SiS₂ cho các ứng dụng trong môi trường làm việc khắc nghiệt, đòi hỏi vật liệu có khả năng chịu tải cao và ổn định dưới ứng suất lớn. Đặc biệt, sự kết hợp giữa độ bền cơ học và tính linh hoạt khi biến dạng giúp hai vật liệu này trở thành ứng viên đầy hứa hẹn cho các thiết bị điện tử, quang điện và cơ điện tử thế hệ mới. Kết quả nghiên cứu không chỉ làm sáng tỏ đặc tính cơ học của SiSₓ mà còn cung cấp cơ sở quan trọng cho việc định hướng phát triển và ứng dụng vật liệu này trong công nghệ bán dẫn tiên tiến.
Từ khóa
Cấu trúc đơn lớp, DFT, tính chất cơ học, biến dạng phá hủy.
Chi tiết bài viết
Tài liệu tham khảo
[2] V. A. Cao et al. (2021). Enhanced piezoelectric output performance of the SnS2/SnS heterostructure thin-film piezoelectric nanogenerator realized by atomic layer deposition, ACS nano, Vol. 15, No.(2), pp.10428-10436.
[3] L. Zhang et al. (2023). Design, synthesis, and application of some two-dimensional materials, Chem. Sci., Vol. 14, No.(3), pp.5266-5290.
[4] M. Ye et al. (). Recent advancement on the optical properties of two-dimensional molybdenum disulfide (MoS2) thin films, in Photonics, Vol.2, No.4: MDPI, Year, pp.288-307.
[5] V. Guerra et al. (2019). Thermal conductivity of 2D nano-structured boron nitride (BN) and its composites with polymers, Progr. Mater. Sci., Vol. 100, No.(5), pp.170-186.
[6] D. M. Cruz et al. (2020). Green nanotechnology-based zinc oxide (ZnO) nanomaterials for biomedical applications: a review, J. Phys. Mater., Vol.3, No.(7), pp.034005-36.
[7] S. Ullah et al. (2023). Theoretical prediction of the electronic structure, optical properties and photocatalytic performance of type-I SiS/GeC and type-II SiS/ZnO heterostructures, RSC Adv.,Vol. 13, No.(8), pp.7436-7442.
[8] A. Abd-Elsalam et al. (2022). Structure and thermoelectric behavior of polyaniline-based/CNT-composite, Curr. Appl., Vol.36, No.(11), pp.88-92.
[9] Y. Guan et al. (2020). Tunable electronic properties of type-II SiS2/WSe2 hetero-bilayers, Nanomaterials, Vol.10, No.(17), pp.2037-12.
[10] J. Bera et al. (2021). Phonon Coupled Scattering Caused Ultralow Lattice Thermal Conductivity and Its Role in The Remarkable Thermoelectric Performance of Newly Predicted SiS2 and SiSe2 monolayers, Cond-Mat.Mtrl-Sci., Vol.5, No.(18), pp.1-23.
[11] J. P. Perdew et al. (1996). Generalized gradient approximation made simple, Physical Review Letters, Vol.77, No.(18), pp.3865-3868.
[12] D. R. Hamann (2013). Optimized norm-conserving Vanderbilt pseudopotentials, Physical Review B, Vol.88, No.(8), pp.085117-10.
[13] Q. Alam et al. (2021). First-principles study of the electronic structures and optical and photocatalytic performances of van der Waals heterostructures of SiS, P and SiC monolayers, RSC Advances, Vol. 11, No.(24), pp.14263-14268.
[14] N.H.Linh et al.(2023), Prediction of mechanical, electronic and optical properties of monolayer 1TSi-dichalcogenides via first-principles theory, Mater. Today Commun., Vol. 36, No.(1), pp.1-16.
[15] F. Mouhat et al. (2014). Necessary and sufficient elastic stability conditions in various crystal systems, Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys., Vol.90, No.(22), pp.224104-4.
[16] V. V. Thanh et al. (2020). First-principles study of mechanical, electronic and optical properties of Janus structure in transition metal dichalcogenides, Appl. Surf. Sci., Vol.526, pp. 146730-30.
[17] V. V. Thanh et al. (2019). Charge-induced electromechanical actuation of two-dimensional hexagonal and pentagonal materials, Phys Chem Chem Phys, Vol.21, No.(40), pp.22377-22384.
[18] N. H. Linh et al. (2023). First-principles investigation on the electromechanical properties of monolayer 1H Pb-Dichalcogenides, Mater. Res. Soc. Korea, Vol. 33, No.(5), pp.189-194.
[19] N. H. Linh et al. (2025). First-principles analysis of mechanical, optoelectronics and piezoelectric properties in buckled honeycomb GeSe monolayer, Surf. Sci., Vol.755, pp.122703-8.