有限厚度模型校准二维MoS2的Bimodal-AFM杨氏模量测量

摘要：

二维材料因其独特的晶体结构、新奇的物理特性和优异的力学性能,?在微纳机电系统、柔性电子器件等诸多领域有着广阔的应用前景.?弹性模量是二维材料的基本力学特性参量之一,?对其器件应用及应变调控有重要影响.?受限于二维结构和原子级厚度特征,?难以实现二维材料弹性模量的精确测量.?双模原子力显微镜的振幅调制-频率调制模式是一种高效测量二维材料杨氏模量的方法,?但刚性衬底对测量结果的影响不可忽视.?本工作通过双模原子力显微镜直接测得衬底与二维硫化钼的杨氏模量分布图,?并基于有限厚度模型对衬底效应进行修正,?得到了样品的本征杨氏模量值.?利用第一性原理计算得到了二维二硫化钼的弹性系数和杨氏模量,对比发现实验和计算结果相当.?这说明双模原子力显微镜测量是一种可靠的二维材料杨氏模量直接测试方法,且该方法无需制备悬空二维材料等繁琐步骤,?避免了常规测试中的不足.?本工作为大面积二维材料薄膜力学性能的程序化测试分析以及高通量力学实验数据的统计分析提供了可靠的实验基础.

关键词：二维材料、杨氏模量、双模原子力显微镜、衬底效应、有限厚度模型

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分类号：O341(固体力学)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家重点研发计划;合肥通用机械研究院有限公司;湖南创新型省份建设专项资助项目

在线出版日期：2022-06-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：1264-1273