成果介绍
利用接触面之间施加的电偏置，可以动态控制微纳米级器件中的摩擦，但这也会引起不良反应，从而影响器件性能。外部电场通过消除接触面之间直接施加偏置的需要，提供了一种绕过这一限制的方法。2D材料是这种方法的有希望候选者，因为它们的性质可以很容易地通过电场调节，并且它们可以直接用作表面涂层。
有鉴于此，近日，美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校Rosa M. Espinosa-Marzal等研究了在外加电场影响下单层石墨烯与原子力显微镜针尖端之间的摩擦。虽然大多数系统的主要效果是静电可控的粘附性，但石墨烯与半导体针尖接触时表现出意想不到的增强和高度可调的摩擦。本文在考虑粘滑行为、电子-声子耦合和粘性电子流的基本摩擦耗散机制的背景下讨论了这种现象的起源。
图文导读
图1. 用于可调摩擦测量的石墨烯FET器件的制造和表征。
图2. 石墨烯与绝缘、导电和Si针尖之间的静电相互作用(Fel)，以及摩擦力vs.∆V和摩擦力vs. Fel。
图3. 石墨烯与绝缘和Si针尖之间场效应诱导的粘附。
图4. 摩擦系数和摩擦的电子系数。
图5. 带有Si和绝缘针尖的石墨烯FET器件的摩擦过剩。
图6. 耗散机制：声子耗散，通过增强电子-声子耦合产生电子激发，以及粘性电子耗散。
文献信息
Dynamically tuning friction at the graphene interface using the field effect
（Nat. Commun., 2023, DOI:10.1038/s41467-023-41375-7）
文献链接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-41375-7
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