Griffith criterion for brittle fracture in graphene

Nano Letters

Volumn 15, Issue 3, 2015, Pages 1918-1924

  Yin, Hanqing ^a   Qi, H Jerry ^b   Fan, Feifei ^b   Zhu, Ting ^b   Wang, Baolin ^a   Wei, Yujie ^a  

^a INSTITUTE OF MECHANICS   (China)

^b GEORGIA INSTITUTE OF TECHNOLOGY   (United States)

Author keywords

edge energy; fracture; graphene; Griffith criterion; molecular dynamics

Indexed keywords

CRACKS; FRACTURE; GRAPHENE; GRIFFITH CRACKS; MOLECULAR DYNAMICS;

CONVENTIONAL THEORY; CRACK EXTENSION; CRITICAL DIMENSION; EDGE ENERGY; ENERGY-BASED; GRIFFITH CRITERION; LOCAL STRENGTHS; MINIATURIZED DEVICES;

BRITTLE FRACTURE;

EID: 84924598454     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/nl5047686     Document Type: Article

References (39)

1. Feynman, R. P. J. Microelectromech. Syst. 1992, 1, 60
2. Bazant, Z. P.; Planas, J. Fracture and Size Effect: In Concrete and Other Quasi Brittle Materials; Taylor & Francis, CRC Press: Boca Raton, FL, 1998.
3. Anderson, T. L. Fracture Mechanics: Fundamentals and Applications, 3 rd ed.; Taylor & Francis, CRC Press: Boca Raton, FL, 2005.
4. Koenig, S. P.; Boddeti, N. G.; Dunn, M. L.; Bunch, J. S. Nat. Nanotechnol. 2011, 6, 543
5. Lee, G. H.; Cooper, R. C.; An, S. J.; Lee, S.; van der Zande, A.; Petrone, N.; Hammerberg, A. G.; Lee, C.; Crawford, B.; Oliver, W.; Kysar, J. W.; Hone, J. Science 2013, 340, 1073
6. Lee, C.; Wei, X.; Kysar, J. W.; Hone, J. Science 2008, 321, 385
7. Rasool, H. I.; Ophus, C.; Klug, W. S.; Zettl, A.; Gimzewski, J. K. Nat. Commun. 2013, 4, 2811
8. Sen, D.; Novoselov, K. S.; Reis, P. M.; Buehler, M. J. Small 2010, 6, 1108
9. Zhang, P.; Ma, L.; Fan, F.; Zeng, Z.; Peng, C.; Loya, P. E.; Liu, Z.; Gong, Y.; Zhang, J.; Zhang, X.; Ajayan, P. M.; Zhu, T.; Lou, J. Nat. Commun. 2014, 5, 3782
10. Zhang, S.; Meilke, S. L.; Khare, R.; Troya, D.; Ruoff, R. S.; Schatz, G. C.; Belytschko, T. Phys. Rev. B 2005, 71, 115403
11. Zhang, S.; Zhu, T.; Belytschko, T. Phys. Rev. B 2007, 76, 094114
12. Huang, S.; Zhang, S.; Belytschko, T.; Terdalkar, S. S.; Zhu, T. J. Mech. Phys. Solids 2009, 57, 840-850
13. Zhang, B.; Mei, L.; Xiao, H. Appl. Phys. Lett. 2012, 101, 121915
14. Dewapriya, M. A. N.; Rajapakse, R. K. N. D.; Phani, A. S. Int. J. Fract. 2014, 187, 199-212
15. Geim, A. K.; Novoselov, K. S. Nat. Mater. 2007, 6, 183
16. Liu, F.; Ming, P.; Li, J. Phys. Rev. B 2007, 76, 064120
17. Pereira, V. M.; Castro Neto, A. H.; Peres, N. M. R. Phys. Rev. B 2012, 80, 045401
18. Grantab, R.; Shenoy, V. B.; Ruoff, R. S. Science 2010, 330, 946
19. Khare, R.; Mielke, S. L.; Paci, J. T.; Zhang, S.; Ballarini, R.; Schatz, G. C.; Belytschko, T. Phys. Rev. B 2007, 75, 075412
20. Moura, M. J. B.; Marder, M. Phys. Rev. E 2013, 88, 032405
21. Wei, Y.; Wu, J.; Yin, H.; Shi, X.; Yang, R.; Dresselhaus, M. S. Nat. Mater. 2012, 11, 759
22. Zhang, T.; Li, X.; Kadkhodaei, S.; Gao, H. Nano Lett. 2012, 12, 4605
23. Zhao, H.; Aluru, N. R. J. Appl. Phys. 2010, 108, 064321
24. Kim, K.; Artyukhov, V. I.; Regan, W.; Liu, Y.; Crommie, M. F.; Yakobson, B. I.; Zettl, A. Nano Lett. 2012, 12, 293
25. Song, Z.; Artyukhov, V. I.; Yakobson, B. I.; Xu, Z. Nano Lett. 2013, 13, 1829
26. Wang, B.; Wu, J.; Gu, X.; Yin, H.; Wei, Y.; Yang, R.; Dresselhaus, M. Appl. Phys. Lett. 2014, 104, 081902
27. Sha, Z. D.; Quek, S. S.; Pei, Q. X.; Liu, Z. S.; Wang, T. J.; Shenoy, V. B.; Zhang, Y. W. Sci. Rep. 2014, 4, 5991
28. Jiang, J. W.; Wang, J. S.; Li, B. Elastic and nonlinear stiffness of graphene: A simple approach Phys. Rev. B 2010, 81, 073405
29. Stuart, S. J.; Tutein, A. B.; Harrison, J. A. J. Chem. Phys. 2000, 112, 6472
30. Plimpton, S. J. Chem. Phys. 1995, 117, 1
31. Griffith, A. A. Philos. Trans. R. Soc. London 1921, A221, 163
32. Koskinen, P.; Malola, S.; Hakkinen, H. Phys. Rev. Lett. 2008, 101, 115502
33. Huang, B.; Liu, M.; Su, N.; Wu, J.; Duan, W.; Gu, B. L.; Liu, F. Phys. Rev. Lett. 2009, 102, 166404
34. Lu, Q.; Huang, R. Phys. Rev. B 2010, 81, 155410
35. Suo, Z. Inglis (1913) vs. Griffith (1921), http://imechanica.org/node/16034 (2014).
36. Inglis, G. E. Trans. Inst. Nay. Arch. 1913, 55, 219
37. Stankovich, S.; Dikin, D. A.; Dommett, G. H. B.; Kohlhaas, K. M.; Zimney, E. J.; Stach, E. A.; Piner, R. D.; Nguyen, S. T.; Ruoff, R. S. Nature 2006, 442, 282
38. Ramanathan, T.; Abdala, A. A.; Stankovich, S.; Dikin, D. A.; Herrera-Alonso, M.; Piner, R. D.; Adamson, D. H.; Schniepp, H. C.; Chen, X.; Ruoff, R. S.; Nguyen, S. T.; Aksay, I. A.; Prud'Homme, R. K.; Brinson, L. C. Nat. Nanotechnol. 2008, 3, 327
39. Compton, O. C.; Cranford, S.; Putz, K.; An, Z.; Brinson, L. C.; Buehler, M. J.; Nguyen, S. T. ACS Nano 2012, 6, 2008