原子摩擦的非单调速度依赖性

我们研究了原子力显微镜针尖在表面拖动时摩擦力对速度的依赖性，考虑了记忆效应和热涨落。记忆效应通过针尖与表面低频激发模式的耦合以及周期性波纹势的耦合来描述。我们发现，当激发模式频率与针尖在表面运动的特征频率相当时，摩擦力的速度依赖性是非单调的，表现出在一个速度范围内摩擦力随速度增加而减小的现象。这些结果为解释近期在覆盖有单分子层的表面上发现摩擦力随速度减小的实验提供了理论支持。