【摘 要】
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共价体系通常很难拥有较大的塑性形变,这主要是因为硬脆共价键具有方向性,而不像可延展的金属键那样电子是非局域的。本文通过第一性原理计算探究了二维III-Ⅵ族单层材料,如In Se、Ga Te等。本文预测了III-Ⅵ族单层材料的几种同素异形体,分别将其命名为H、T、n M相,这些同素异形体的能量非常接近且热力学稳定。在室温下,能量差异几乎可以忽略,甚至在进行一定量的掺杂之后,可以完全消除这种差异。我们
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共价体系通常很难拥有较大的塑性形变,这主要是因为硬脆共价键具有方向性,而不像可延展的金属键那样电子是非局域的。本文通过第一性原理计算探究了二维III-Ⅵ族单层材料,如In Se、Ga Te等。本文预测了III-Ⅵ族单层材料的几种同素异形体,分别将其命名为H、T、n M相,这些同素异形体的能量非常接近且热力学稳定。在室温下,能量差异几乎可以忽略,甚至在进行一定量的掺杂之后,可以完全消除这种差异。我们研究表明,这类材料对应力和电荷掺杂比较敏感,通过施加应力和掺杂电荷的方式可以调控基态,从而具有形状记忆效应。那些能量较低的同素异形体,晶格大小在一个方向基本相同,而另一个方向是逐渐变化的。以它们作为中间态,这类材料能拥有一个从0%到12.6%的巨大塑性形变区域且不会断裂,这是大多数具有延展性的金属都无法做到的。本文也预测了某些同素异形体可以充当铁弹/铁电翻转的过渡态,以它们作为中间态,可以有效降低能量势垒。我们研究发现n M相具有三个等价态,分别将其命名为O1、O2、O3,3M相的三个等价态可以通过施加应力实现铁弹翻转,并提出了一条相对平滑的铁弹翻转路径:3M（O1）-6M（O1）-T-6M（O2/O3）-3M（O2/O3）,翻转势垒只有0.09e V/f.u.。
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