Публикации автора

Silicene, as a silicon analogue of graphene, has attracted increasing attention due to its combination of physical and chemical properties, making it a relevant material for flexible electronics and nanotechnology. In this study, molecular dynamics simulations were used to study the effect of dislocation dipoles on the deformation behavior and mechanical properties of silicene under uniaxial tension. The wrinkle formation during tension was analyzed. Dislocation dipoles with different arm lengths were considered. A comparative analysis with graphene, the benchmark two-dimensional material, was also performed. The results showed that the strength of silicene smoothly decreases with increasing defect size. In contrast, graphene exhibits a sharp drop in strength when a critical defect size is reached; thereafter, further increases in the defect size have little effect on its mechanical properties. At the same time, the fracture strain of both materials depends only weakly on defects due to their ability to form wrinkles, which redistribute stress throughout the structure. The simulation results revealed differences in the wrinkle morphology of graphene and silicene, which are determined by their atomic structures. The planar structure of graphene forms uniform one-dimensional ripples, whereas the buckled structure of silicene leads to the formation of inhomogeneous wrinklons. Unlike graphene, with transition from a flat to a wrinkled state and from a wrinkled to a flat state again during deformation, the wrinkles in silicene persist until failure. These results are important for studying the strength and defect influence in two-dimensional materials, as well as for assessing their potential applications in flexible electronics.

Композиционные материалы, состоящие из различных компонентов, объединенных физико-химическими связями, привлекают все большее внимание в связи с растущими требованиями к материалам. Поиск новых углеродных материалов, которые могли бы стать составной часть композитов, в настоящее время представляет большой интерес. В данной работе методом молекулярной динамики исследована устойчивость и деформационное поведение нового композитного материала на основе ячеистой углеродной структуры, заполненной никелем. Ячеистая углеродная структура представяляет собой соты, стенки которых - это графеновые наноленты. В результате была создана атомистическая модель композита и исследованы его механические свойства при 0 K и 300 K. В частности, исследована устойчивость при сжатии и анализ прочности при растяжении. Показано как происходит перераспределение металла внутри ячеек графеновой матрицы: ГЦК решетка никеля трансформируется под действием графеновых стенок и атомы никеля укладываются слоями, повторяя «рисунок» графеновой матрицы. В процессе двухосного сжатия происходит дальнейшее изменение укладки атомов никеля внутри сотовых ячеек, что приводит к формированию слоев никеля параллельно стенкам ячеек. Одноосное растяжение проводилось для трех типов материала - чистого никеля, ячеистой структуры, заполненной никелем и композита после двухосного сжатия. Было показано, что прочность композита значительно возрастает по сравнению с чистым никелем, при этом прочность обеспечивается именно углеродной сеткой. Влияние температуры на прочность слабое, как и влияние анизотропии структуры. Полученные результаты демонстрирую новый вид композитного материала, обладающего высокой прочность.