氧化锌纳米线弹性及其相关物理力学性能的尺寸和温度效应

弹性是材料最基本的力学性能，其不仅直接反映了材料的硬度、塑性等重要力学性能，而且决定了材料的德拜温度、比热及热传导等重要的物理特性。研究表明，当材料尺度、外界温度和压力变化时，一维纳米结构的弹性模量不再是常量，其可能变大，变小，还可能维持块体值不变。这种反常的力学行为，目前的理论解释争论激烈，其原子起因仍不清楚。本项目以氧化锌纳米线为研究对象，从实验和理论两方面研究一维纳米结构的弹性及其相关物理力学性能。理论上，把近期发展的局域键平均和键弛豫理论结合起来，从键的形成、断裂、弛豫和振动的角度出发提出一新解析模型，从原子尺度解释和预测一维纳米结构弹性及其相关物理力学性能的尺寸和温度效应；实验上，通过水热合成法制备尺寸和形状可控的氧化锌纳米线，采用纳米压痕技术和变温拉曼光谱表征其力学性能以及外界条件对力学性能的影响。最终，我们把理论与实验相结合，为低维纳米材料力学性能的研究提供理论依据。