应变调控MoS2/MoSe2横向超晶格弹性各向异性的第一性原理研究及其在纳米器件设计中的应用

本文通过第一性原理计算系统研究了应变（单轴锯齿应变、单轴扶手椅应变和面内双轴应变）对MoS2/MoSe2横向超晶格（LS）弹性各向异性的调控机制。研究发现，单轴应变下体系的剪切各向异性因子、杨氏模量和泊松比呈现显著方向依赖性，而双轴应变则无此现象，为开发方向敏感应变传感器和纳米电子器件提供了理论依据。

　　

Highlight

本研究通过应变工程揭示了二维过渡金属二硫化物（TMDs）超晶格的弹性各向异性奥秘，为下一代智能纳米器件的"定向调控"设计打开新思路。

Results and discussion

当对MoS₂/MoSe₂横向超晶格（LS）施加单轴应变时，这个纳米世界的"力学密码"被逐步破解：

1. 晶格参数变化呈现"此消彼长"的奇妙现象——当a轴（锯齿方向）伸长时，b轴（扶手椅方向）会自动收缩，反之亦然

2. 弹性常数C₁₁和C₂₂在应变下展现出明显的"方向偏好"，就像材料拥有了"力学记忆"

3. 剪切各向异性因子（A）在-0.06到0.06应变范围内跳着"数值芭蕾"，最高可达3.5倍变化幅度

特别有趣的是，面内双轴应变像一位"平衡大师"，让材料保持各向同性；而单轴应变则像"方向指挥官"，能精确调控力学性能的各向异性。

Conclusion

这项研究不仅为实验探索提供了"理论导航"，更重要的是为设计具有方向识别能力的纳米器件（如"智能"应变传感器）提供了"材料蓝图"。通过简单的应变调控，就能让超晶格材料变身"力学变色龙"，在纳米电子学和应变工程领域大显身手。