单晶纳米线的大非弹性和相关的能量耗散

程光明，苗春阳，秦清泉，李静，徐峰，Hamed Haftbaradaran, Elizabeth C. Dickey，高华健，朱勇，687-691 (2015) doi:10.1038/nnano.2015.135

非弹性材料在荷载解除后表现为逐渐完全恢复变形，导致内部机械能耗散。因此，人们正在研究非弹性材料在机械阻尼方面的应用。然而，在宏观尺度上，非弹性通常非常小或可以忽略不计，特别是在单晶材料中。在这里，我们发现单晶ZnO和p掺杂的Si纳米线可以表现出比在块状材料中观察到的最大非弹性大4个数量级的非弹性行为，其时间尺度为分钟数量级。原位单个纳米线的扫描电镜测试表明，在去除弯曲载荷和弹性应变瞬时恢复后，随着时间的推移，总应变的很大一部分逐渐恢复。我们将这种大的非弹性归因于应力梯度引起的点缺陷迁移，这一点得到了电子能量损失谱测量的支持，也得到了在张力下没有观察到非弹性行为的事实的支持。我们扩展了经典的Gorsky理论，通过高应变梯度和短扩散距离下的点缺陷扩散理论框架来模拟这种行为。最后，我们发现ZnO单晶纳米线具有很高的阻尼性能指数，这表明具有点缺陷的晶体纳米线是一种很有前景的能量阻尼材料。

（http://www.nature.com/nnano/journal/v10/n8/full/nnano.2015.135.html）

参见:Gianola & Shin的新闻和观点纳米力学:完全恢复需要时间