表面应力对硅纳米线谐振特性的影响

《应用物理杂志》最近接受发表的论文摘要:

本工作的目的是量化表面应力和边界条件对硅纳米线谐振特性的耦合影响。我们通过使用表面Cauchy-Born模型来实现这一目标，该模型是一种非线性有限变形连续力学模型，可以通过解决标准有限元特征值问题来确定纳米线的谐振频率，包括表面应力效应。通过使用两种公式计算固定/固定和固定/自由<100>硅纳米线的谐振频率，其中一种公式考虑表面应力，另一种公式不考虑表面应力，从而量化了表面应力如何导致纳米线谐振频率的变化，而这些变化是连续光束理论所期望的。我们发现，与连续束理论预测相比，表面应力显著降低了固定/固定纳米线的谐振频率，而固定/自由纳米线的谐振频率相对于连续束理论有小幅增加。研究还发现，纳米线宽高比是影响纳米线谐振频率偏差的关键参数，而非表面积体积比。