摩擦电/挠曲电接触中的微凸体形状与梯度弹性

导致摩擦起电的潜在机制尚未被完全理解。我们此前提出了一个模型，通过变形微凸体处由于机电（尤其是挠曲电）效应引起的能带弯曲，结合功函数差异，解释非金属中的电荷转移。在此，我们研究微凸体的形状是否对摩擦起电重要。结果表明形状一般而言是重要的，因为机电响应随力和微凸体尺寸的标度关系依赖于形状。这与实验结果在定性上一致。进一步，我们讨论了形状的影响如何依赖于材料、几何和电子输运细节。此外，模型中引入了梯度弹性。由于微凸体接触是纳米尺度现象，尺寸相关的力学可能变得显著并给出更符合物理实际的结果。在某些情况下，梯度弹性项对机电势的影响非常大，表明标准弹性理论不足以涵盖摩擦起电建模中的某些相关情形。