纳米材料的相变问题是一个非常值得关注的研究方向,它对于阐明纳米材料的力学行为特征与机理、扩展纳米材料的应用领域有重要意义。本项目研究了氧化锌、氮化镓这类具有类似晶格结构的半导体纳米材料由加载、卸载导致的相变问题(1)探索了纳米材料在外载下发生相变的条件,在国际上首次发现了氧化锌的四角结构;(2)系统研究了不同横截面尺寸的氧化锌纳米线在不同温度范围内的单轴拉伸行为,总结了纳米线力学性能的尺寸效应和温度效应;(3)采用分子统计热力学,对与实验室实际测量尺寸一致的氧化锌纳米线进行杨氏模量尺寸效应的计算,不但在定性上也在定量上均与实验取得了一致的结论;(4)分子动力学,分子统计热力学以及密度泛函方法给出了对对四角结构晶格常数的表征一致的结论,相互间误差小于3%。(5)考察了表面应力对氮化嫁纳米杆体系结构的影响,表面应力驱动所产生的表面结构转变以及内部反转畴壁结构存在尺寸效应。相关研究成果已被国际顶级期刊Phys. Rev. Lett., Nano Letters等引用20余次。
英文主题词ZnO; GaN; Nanowire; Phase Transformation; Size Effect