外場(chǎng)作用對(duì)自組裝分子膜摩擦學(xué)特性的影響.pdf

1、自組裝分子膜的摩擦學(xué)特性研究不僅具有重要的理論意義，而且因在微電子機(jī)械系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用而具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。本文在單晶硅表面制備FOTS自組裝分子膜，通過紫外照射改變分子膜表面特性，應(yīng)用接觸角測(cè)量?jī)x、紅外光譜分析、X射線光電子能譜(XPS)和原子力顯微鏡(AFM)等實(shí)驗(yàn)儀器對(duì)紫外照射前后的分子膜進(jìn)行表征。運(yùn)用多功能摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)測(cè)試FOTS自組裝分子膜的摩擦學(xué)特性，深入研究了載荷以及滑動(dòng)速度對(duì)分子膜摩擦學(xué)特性的影響。運(yùn)用Materials

2、 Studio軟件進(jìn)行分子動(dòng)力學(xué)模擬，了解電場(chǎng)對(duì)FOTS自組裝分子膜的摩擦學(xué)特性的影響。
　　 紫外照射可以改變FOTS自組裝分子膜的表面特性，接觸角變小，表面能變大，表面變的凹凸不平，自組裝分子膜由疏水變成親水。原子力顯微鏡測(cè)試分析表明，紫外照射導(dǎo)致分子膜表面粗糙度明顯增大。根據(jù)紅外光譜分析以及X光電子能譜分析其原理為：紫外照射將空氣中的氧氣氧化成臭氧，臭氧的強(qiáng)氧化性導(dǎo)致分子膜表面-CH2變成親水官能團(tuán)-COOH，同時(shí)，紫外照

3、射還導(dǎo)致了C-C鍵、C-H鍵以及C-F鍵的斷裂，進(jìn)而改變了分子膜的表面特性。
　　 對(duì)FOTS自組裝分子膜摩擦學(xué)性能進(jìn)行研究表明，紫外照射前，分子膜表面的摩擦系數(shù)隨滑動(dòng)速度和載荷的增大而增大。紫外照射改變表面特性后，分子膜的摩擦系數(shù)具有隨機(jī)性。
　　 采用分子動(dòng)力學(xué)模擬的方法研究了電場(chǎng)對(duì)FOTS摩擦學(xué)特性的影響。結(jié)果表明加負(fù)電場(chǎng)時(shí)，摩擦系數(shù)隨著電場(chǎng)強(qiáng)度的增加而增大，加正電場(chǎng)時(shí)，摩擦系數(shù)先隨著電場(chǎng)強(qiáng)度的增加而減小，電場(chǎng)強(qiáng)度