基于层间滑动铁电性和场可调摩擦力的纳米机器人执行器
介观与纳米尺度物理
2025-01-10 v1
摘要
层间滑动铁电性已在多种 2D 材料中被发现，具有原子厚度、快速响应和抗疲劳等卓越特性。目前，该现象的研究仅限于基础物理和电子应用，其用于电机驱动的潜力尚未被探索。本工作中，我们设计了一个基于滑动铁电性和场可调界面摩擦力的原子尺度执行器。以由平行堆叠的双层 h-BN 夹在金属电极之间构成的原型为例，我们展示了交变电场如何驱动双层进入受控爬行运动，以及单轴应变如何引导爬行方向。通过数值仿真，我们证明该执行器在广泛的驱动信号、摩擦尺度及摩擦变化下均能稳健工作。我们进一步提供了实现 h-BN 界面场可调摩擦的实验方案。该无线供电的 actuation mechanism 可推广至许多具有滑动铁电性的 2D 材料系统，并集成到柔性电子平台中，为开发智能纳米机器人开辟了新道路。
引用
@article{arxiv.2408.16519,
title = {Nanorobotic actuator based on interlayer sliding ferroelectricity and field-tunable friction},
author = {Hechen Ren and Jiaojiao Wang and Wenxue He},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.16519},
year = {2025}
}