Strain可实现2D材料的新应用

超导体的永无止境的电流可以为储能和超高效的电力传输和发电提供新的选择。但超导体的标志性零电阻仅在某一临界温度以下达到并且实现起来非常昂贵。物理学家认为，他们已经找到了一种方法来操纵超薄晶圆状超导体单层，从而改变材料的性质，为未来的器件创造新的人造材料。

超导体的永无止境的电流可以为能量存储和超高效的电力传输和发电提供新的选择，仅举几个好处。但超导体的标志性零电阻仅在低于某一临界温度，低于冰点数百摄氏度时达到，并且实现起来非常昂贵。

来自塞尔维亚贝尔格莱德大学的物理学家认为，他们已经找到了一种方法来操纵超薄晶圆状单层超导体，例如石墨烯，单层碳，从而改变材料的性质，为未来的器件创造新的人造材料。该小组的理论计算和实验方法的研究结果发表在AIP出版社的应用物理学杂志上。

“拉伸双轴应变的应用导致临界温度的升高，这意味着在应变下实现高温超导性变得更容易，”该研究的第一作者贝尔格莱德大学LEX实验室的作者Vladan Celebonovic说。

该团队研究了当不同类型的力在材料上施加“应变”时，低维材料(例如锂掺杂石墨烯)中的导电性如何变化。应变工程已被用于微调体积较大的材料的性能，但将应变应用于只有一个原子厚度的低维材料的优点是它们可以承受大的应变而不会断裂。

电导率取决于电子的运动，尽管需要七个月的努力才能准确地推导出数学来描述Hubbard模型中的这种运动，但团队最终能够从理论上检验电子振动和传输。这些模型以及计算方法揭示了应变如何引入掺杂石墨烯和二硼化镁单层的关键变化。

“将低维材料置于应变之下会改变所有材料参数的值;这意味着可以根据我们对各种应用的需求设计材料，”Celebonovic说，他解释说将应变的操纵与石墨烯的化学适应性为大量潜在的新材料提供了潜力。鉴于石墨烯的高弹性，强度和光学透明性，适用性可能很大 - 考虑灵活的电子和光电器件。

更进一步，Celebonovic及其同事测试了两种不同的应变工程薄石墨烯单层方法如何影响2D材料的晶格结构和电导率。对于液相“剥落的”石墨烯片，研究小组发现，拉伸应变拉开了单个薄片，从而增加了阻力，这种特性可用于制造传感器，如触摸屏和电子皮肤，这是一种薄的电子材料，模仿人体皮肤的功能。

“在微机械剥落石墨烯样品的原子力显微镜研究中，我们发现石墨烯中产生的沟槽可能是一个很好的平台，以研究由于应变导致的石墨烯电导率的局部变化。这些结果可能与我们的理论预测有关。应变对一维系统中电导率的影响，“该论文的另一位作者，来自贝尔格莱德大学石墨烯实验室的Jelena Pesic说。

尽管该团队预见到通过实验从本文中实现理论计算的许多挑战，但他们很高兴他们的工作很快就会“彻底改变纳米技术领域”。