Mater.Phys.Mech.(MPM)
No 1, Vol. 27, 2016, pages 60-67

MECHANICAL CHARACTERISTICS OF GRAPHENE SHEETS
CONTAINING 5-5-5-9 DEFECTS

A.S. Kochnev, I.A. Ovid'ko

Abstract

Molecular dynamics is exploited to examine mechanical characteristics (stress-strain dependence, tensile strength, and maximum elastic strain) of graphene sheets containing 5-5- 5-9 defects. Each such a defect represents a tetravacancy (localized group of four vacancies) associated with .pentagon-pentagon-pentagon-enneagon. atomic configuration in hexagonal crystal lattice of graphene. We revealed that the tensile strength of graphene sheets dramatically degrades (by 5-7 times) due to the presence of 5-5-5-9 defects in graphene, as compared to the tensile strength of defect-free graphene. Also, results of our computer model indicate that the mechanical characteristics of graphene sheets containing 5-5-5-9 defects are highly sensitive to geometry of their mechanical loading.

Keywords: graphene; defects; mechanical characteristics.

full paper (pdf, 1952 Kb)

МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛИСТОВ ГРАФЕНА
С 5-5-5-9 ДЕФЕКТАМИ

А.С. Кочнев, И.А. Овидько

Аннотация

Методом молекулярной динамики исследуются механические характеристики (кривая .напряжение-деформация., прочность при растяжении, максимальная степень упругой деформации) листов графена, содержащих дефекты типа 5-5-5-9. Каждый такой дефект представляет собой 4 вакансии, которые создают локальную конфигурацию .пятиугольник.пятиугольник.пятиугольник- девятиугольник. в гексагональной кристаллической решетке графена. В работе выявлено, что присутствие 5-5-5-9 дефектов в графеновых листах при растяжении приводит к драматическому снижению (в 5-7 раз) их прочности по сравнению с прочностью бездефектного графена. Также, результаты компьютерного моделирования свидетельствуют о высокой чувствительности механических характеристик листов графена с 5-5-5-9 дефектами к геометрии их механического нагружения.

Ключевые слова: графен; дефекты; механические характеристики.

full paper (pdf, 1952 Kb)