編號：CYYJ01688
篇名：電場下懸浮六方氮化硼摩擦特性的研究
作者：陳星源 黃瑤 彭倚天
關(guān)鍵詞： 摩擦力 懸浮六方氮化硼 原子力顯微鏡 靜電力
機(jī)構(gòu)： 東華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院
摘要： 六方氮化硼(hexagonal boron nitride, h-BN)因其良好的潤滑性和絕緣性,在微納機(jī)電系統(tǒng)中有巨大的應(yīng)用潛力.本文通過基底刻蝕的工藝,在SiO_2/Si基底上制備了微孔陣列,然后將h-BN轉(zhuǎn)移到微孔基底上形成懸浮結(jié)構(gòu),利用原子力顯微鏡研究電場對懸浮h-BN摩擦特性的影響.結(jié)果表明:懸浮狀態(tài)的h-BN的表面摩擦力小于有基底支撐的h-BN的表面摩擦力,原因是更大的面內(nèi)拉伸削弱了褶皺效應(yīng).電場作用下,針尖與h-BN之間的靜電相互作用增強(qiáng),懸浮h-BN表面的摩擦力隨偏壓的增大而增大,且正偏壓的影響大于負(fù)偏壓的影響.同時,在電場下針尖在懸浮h-BN表面的黏滑行為出現(xiàn)單步黏滑向多步黏滑的轉(zhuǎn)變.此外,與有基底支撐的h-BN相比,懸浮狀態(tài)的h-BN受電場的影響更大,這是由于針尖與基底界面距離的縮小以及基底氧化層的缺失導(dǎo)致靜電力增強(qiáng).本文提出了通過施加外電場來調(diào)節(jié)懸浮h-BN表面摩擦的方法,對研究二維材料摩擦特性提供了一定的理論指導(dǎo).
