MoS2納米摩擦特性及其調(diào)制和金屬表面擴(kuò)散的理論研究.pdf

1、本論文第一部分采用基于密度泛函理論的第一性原理方法研究了MoS2固體潤(rùn)滑劑層間納米摩擦特性及其調(diào)制。研究結(jié)果有助于在原子、分子層次理解納米摩擦現(xiàn)象，也為在微觀上調(diào)制摩擦特性提供一些新的思路和方法。第二部分采用分子動(dòng)力學(xué)模擬方法研究了小原子團(tuán)簇在一些金屬表面擴(kuò)散特性。研究結(jié)果有助于理解薄膜生長(zhǎng)早期在亞原子單層原子擴(kuò)散的機(jī)理。其主要結(jié)果如下：（1）采用第一性原理方法研究了兩層 MoS2薄片間的摩擦特性：隨著正壓力增加層間摩擦力增加，基本符合

2、阿芒頓定律。另外，隨著正壓力增加，層間摩擦勢(shì)能面不同，主要反應(yīng)在摩擦過(guò)程中兩層MoS2薄片不同位形下的界面間的電荷相互作用不同。（2）采用第一性原理方法研究了層內(nèi)應(yīng)變對(duì)兩層MoS2薄片間的摩擦特性的影響：對(duì)層內(nèi)施加雙軸向拉應(yīng)變的情況下，層間摩擦力會(huì)增加；而對(duì)層內(nèi)施加雙軸向壓應(yīng)變的情況下，層間摩擦力會(huì)減少。這給我們提供一種調(diào)制摩擦的新的思路和方法。（3）采用第一性原理方法研究了法向方向外加電場(chǎng)對(duì)兩層 MoS2薄片間的摩擦特性的影響：MoS

3、2是半導(dǎo)體，隨著外加電場(chǎng)的增加其能帶會(huì)出現(xiàn)由半導(dǎo)體向金屬的轉(zhuǎn)變；隨著外加電場(chǎng)的增加其層間摩擦?xí)杂性黾樱饧与妶?chǎng)增加到足使其發(fā)生半導(dǎo)體向金屬轉(zhuǎn)變時(shí)，其層間摩擦急劇下降。這樣給我們提供一調(diào)制摩擦的方法，而且不用破壞其原子結(jié)構(gòu)。（4）利用分子動(dòng)力學(xué)和嵌入原子勢(shì)（EAM）勢(shì)函數(shù)計(jì)算了單個(gè)增原子和空位在Fe（110）、Fe（100）和 Fe（111）三個(gè)表面上的吸附能和形成能以及擴(kuò)散勢(shì)壘。研究結(jié)果表明對(duì)于增原子吸附能和擴(kuò)散遷移能遵循這樣的規(guī)律

4、：Eaa(110)