外延单层WS2在石墨烯上的超润滑性
材料科学
2019-03-14 v1
摘要
我们报道了单层二硫化钨（WS2）在碳化硅（SiC）上外延石墨烯（EG）上的超润滑滑动。通过化学气相沉积（CVD）在EG上获得横向尺寸达数百纳米的WS2单晶薄片，微观与衍射分析表明WS2/EG堆叠主要为零方位角旋转对齐。我们的实验发现表明，在室温下当受到扫描探针显微镜（SPM）针尖扰动时，WS2薄片易于在石墨烯表面滑动。基于原子力场的分子动力学模拟表明，通过WS2薄片的局部物理变形，扫描针尖向薄片释放足够能量以克服运动激活势垒并触发一种超低摩擦的旋转-平移位移，即超润滑。实验观察表明滑动后WS2薄片相对于石墨烯以nπ/3旋转角静止。原子级分辨研究显示界面原子级锐利且WS2晶格无应变。这些结果有助于阐明范德华（vdW）异质堆叠中的纳米摩擦现象，并提示WS2/石墨烯异质结构的适用潜力可通过新颖力学前景得以拓展。
引用
@article{arxiv.1903.05533,
title = {Superlubricity of epitaxial monolayer WS2 on graphene},
author = {Holger Buech and Antonio Rossi and Stiven Forti and Domenica Convertino and Valentina Tozzini and Camilla Coletti},
journal= {arXiv preprint arXiv:1903.05533},
year = {2019}
}
备注
27 pages, main text and supplementary information