电子通信大学 剥离实验示意图(上图)和使用省时电位模型的剥离模拟
在剥离过程中,作用在支撑位置上的垂直力,绘制为剥离边缘的函数
特征台阶结构出现在B和C之间,E和F之间
在剥离过程中扶手椅型石墨烯片(85*196 nm2)的形状从α转变为β
学分:电子通信大学 控制原子尺度的摩擦和粘附对于有效控制界面处纳米或微米尺度物体的运动至关重要
例如,在纳米技术中,控制石墨烯片剥离过程中的粘附力在操作和制造中起着非常重要的作用
石墨烯是一种很有前途的材料,因为它具有机械、电子、磁性、自旋电子和光学特性
在以前的工作中,石墨烯剥离的模拟和实验之间的比较揭示了其独特的摩擦和粘附特性
然而,随着石墨烯尺寸的增加,计算时间变得更长,因此很难将模拟的垂直力曲线与实验进行直接比较
此外,还很难将与粘附相关的纯效应与剥离过程中由于摩擦产生的效应分开
电子通信大学的冈本良治、山崎和佐佐木奈罗开发了一个节省时间的潜在模型来模拟扶手椅型石墨烯片从无摩擦石墨基底表面剥离过程中的粘附特性
利用其结构对称性,扶手椅型石墨烯片被简化为有效的弹簧模型[图
(a)]
然后弹簧模型的边缘沿垂直方向被提升
对于每个提升位置,使用共轭梯度法对模型进行结构优化
主要结果是:(1)与我们以前的模型相比,该势的计算时间减少到1/6400
(2)石墨烯片形状的转变和由该模型获得的垂直力曲线成功地再现了由我们之前的模型获得的那些
(3)这个势模型被成功地扩展到包括原子力显微镜的有效刚度,它由悬臂、尖端和接触区的刚度组成[图
(a)]
通过扩展模型得到了垂直力曲线的特征阶跃结构
(b)和(c)]
我们的方法为弹性片从原子尺度到微米尺度的剥离过程的多尺度物理以及原子力显微镜观察到的力谱的解释开辟了新的方向
来源:由phyica.com整理转载自PH,转载请保留出处和链接!