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基于滑动势能面的二维材料原子尺度摩擦行为的量化计算

本站小编 Free考研考试/2021-12-29

摘要:近年来,二维材料优异的摩擦特性成为人们关注的焦点,然而目前缺乏理论上对其摩擦力进行快速、有效、精确的计算预测方法.本文提出采用密度泛函理论计算真实体系的滑动势能面,利用得到的数值型势能面替代传统的解析势函数,并结合Prandtl-Tomlinson模型,量化求解具有复杂形状势能面的真实二维材料体系的摩擦行为.基于该方法,揭示了原子力显微镜实验中观察到的石墨烯Moir纹超晶格结构的双周期黏-滑摩擦现象;理论预测了二维材料异质结构的层间超低摩擦现象,相对于同质材料,其静摩擦力和滑动摩擦力均成数量级降低,发现势能面起伏和驱动弹簧刚度均会影响层间相对滑动路径,进而对层间的摩擦行为产生影响.该方法同样可拓展到其他van der Waals作用主导的界面摩擦体系.
关键词: 原子级摩擦/
Prandtl-Tomlinson模型/
二维材料/
层间滑动

English Abstract


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相关话题/材料 结构 计算 实验 摩擦

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