随着对材料物理性质调控需求的增加，应变工程成为了一种有效的调整材料性能的方法。该技术通过外部应力诱导材料内部晶体结构的变化，从而实现对晶格常数、键角和原子位置的调整，进而在原子尺度上重塑材料的内部结构。晶格常数的变化影响晶体的稳定性和排列，而键角的变化则可能导致原子间相互作用的扭曲或变形。此外，原子位置的变化可引起局部晶格畸变或缺陷的形成。随着应变的引入，材料内部的应力也随之产生，导致位错、空位或间隙等缺陷的出现。这些晶格结构的变化将显著影响材料的物理性能（如电学、光学、磁学和热学等），进而改变其在功能器件（如光电器件、热电器件和自旋电子器件等）中的表现。近年来，二维材料因其优越的机械柔性和出色的物理特性而备受关注。与传统的块体材料相比，二维材料能够承受更大的应变而不易发生断裂，因此成为应变工程研究的热点。
近日，华中科技大学叶镭教授团队与中科院上海技术物理研究所胡伟达研究员团队合作，系统综述了近年来应变工程如何调控二维材料在光学、电学、磁学等方面的物理性能，以及这些材料在功能器件中的表现。文章首先总结了常见的应变施加方法，包括基底形变、晶格失配、界面交互、热膨胀失配和激光冲击等。接着，作者探讨了应变对二维材料电学、光学、磁学和热力学性能的影响。随后，总结了应变调控二维材料在功能器件中的应用。最后，文章讨论了应变工程在功能器件中的潜在应用和面临的挑战，为未来的研究和应用提供了重要的见解。
作者简介：
余翔翔，华中科技大学博士后研究员。合作导师叶镭教授。研究方向包括半导体纳米材料制备及其在压电、热电、光电及其生物传感领域的应用。已发表论文40篇，被引900多次，h因子18.
黄鑫宇，华中科技大学博士。合作导师叶镭教授。研究方向包括铁磁器件制备与应用。在Nature Communications、Advanced Materials、Nano-Micro Letters等期刊发表多篇学术论文。
缪向水，华中科技大学教授，博士生导师。课题组长期从事阻变材料制备及器件设计。先后在Science、Nature Communications、Science Advances、Advanced Materials等期刊发表多篇学术论文。
胡伟达，上海技术物理研究所研究员，博士生导师。课题组研究方向为低维半导体纳米材料制备与光电应用。先后发表100多篇研究论文，被引26495次，h因子89。
叶镭，华中科技大学教授，博士生导师。课题组研究方向为二维材料制备与应用。先后在Science、Nature Communications、Advanced Materials、Nano Letters等期刊发表多篇学术论文。
论文信息：
Manipulating 2D Materials through Strain Engineering
Xiangxiang Yu, Zhuiri Peng, Langlang Xu, Wenhao Shi, Zheng Li, Xiaohan Meng, Xiao He, Zhen Wang, Shikun Duan, Lei Tong, Xinyu Huang*, Xiangshui Miao*, Weida Hu*, Lei Ye*
Small
DOI: 10.1002/smll.202402561
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