悬挂石墨的强斜 repellent Lifshitz-van der Waals 力
介观与纳米尺度物理
2024-06-12 v1 材料科学
量子物理
摘要
理解二维材料的表面力是具有根本性意义的, 因为它们支配纳米尺度范围内的分子动力学和原子沉积。 尽管近期观察到在基片支撑石墨上的润湿透明性和远程异层晶体化现象, 但关于其范畴 van der Waals (vdW) 相互作用的多体效应, 例如悬浮二维单层在润湿性中的作用, 仍知之甚少。 本文报告在悬挂二维材料表面产生的强烈斜 repellent Lifshitz-van der Waals (vdW) 力, 这种力源于量子涨落与二维单层的原子厚度和双折射率的耦合。 结合我们考虑多体 Lifshitz 公式的理论框架, 我们使用原子力显微镜对悬挂石墨直接测量 Lifshitz-vdW 斜力。 我们报告在金属涂层 AFM 探头与悬挂石墨板之间, 在 8.8 nm 分离距离处达到 1.4 kN/m 的斜力, 这超过了流体中卡斯imir-Lifshitz 斜力两个数量级。 我们的发现表明, 悬挂二维材料是具有本征斜力表面的, 其斜力显著降低。 放大效应的 Lifshitz-vdW 斜力可为分子致动器和受控原子装配提供技术机遇。
引用
@article{arxiv.2406.07384,
title = {Strong Repulsive Lifshitz-van der Waals Forces on Suspended Graphene},
author = {Gianluca Vagli and Tian Tian and Franzisca Naef and Hiroaki Jinno and Kemal Celebi and Elton J. G. Santos and Chih-Jen Shih},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.07384},
year = {2024}
}