纳米尺度的第一性原理摩擦力：fcc Cu(111) 的 DFT 研究
介观与纳米尺度物理
2014-11-19 v1 计算物理
量子物理
摘要
尽管已有多种模型致力于解决原子尺度摩擦力的计算问题，但提供完全无参数的方法仍具挑战。本文提出一种准静态模型，基于量子力学全电子计算，对干式无磨损系统的纳米摩擦响应进行近似。我们提出了一种依赖原子弛豫的机制以实现耗散滑动。定义了两种计算平均纳米摩擦力的方法，二者均表明在所有滑动方向上摩擦力与载荷呈指数关系。由于我们的方法不对滑动路径的长度和方向施加任何限制，我们研究了 fcc Cu(111) 界面的任意滑动方向，并发现了两条周期性路径，它们构成了纳米摩擦的上限和下限。对于长非周期路径，摩擦力收敛于这两个极限之间的一个值。在低载荷下，我们重现了 Amontons-Coulomb 动摩擦定律的 Derjaguin 推广形式，该形式似乎在直至纳米尺度范围内均有效。即使在干接触下的原子级平整表面，我们也观察到了非零的 Derjaguin 偏移。
引用
@article{arxiv.1408.6059,
title = {Ab-initio friction forces on the nanoscale: A DFT study of fcc Cu(111)},
author = {Michael Wolloch and Gregor Feldbauer and Peter Mohn and Josef Redinger and András Vernes},
journal= {arXiv preprint arXiv:1408.6059},
year = {2014}
}
备注
9 pages, 8 figures, submitted to Physical Review B