大晶格失配范德华异质结构的扭转动力学
介观与纳米尺度物理
2024-10-22 v1 材料科学
应用物理
化学物理
摘要
范德华同质/异质结构是研究界面摩擦学性质（如结构超润滑）的理想系统。以往的研究集中于范德华界面中平移运动的机制。然而，旋转运动的详细机制和一般性质却鲜有探索。在这里，我们结合实验和模拟来揭示MoS/石墨烯异质结构的扭转动力学。与落入超润滑区域且无扭转角依赖性的平移摩擦不同，动态旋转阻力高度依赖于扭转角。我们的结果表明，周期性旋转阻力源于扭转过程中的结构势能变化。MoS/石墨烯异质结构的结构势能从0到30度扭转角单调增加，估计的相对能垒为(1.43 +/- 0.36) x 10 J/m。石墨烯层中莫尔超结构的形成是控制MoS/石墨烯异质结构结构势能的关键。我们的结果表明，在扭转二维异质结构时，即使界面滑动摩擦可以忽略，演变的势能变化也会导致非零的旋转阻力。异质结构的结构变化可以成为旋转运动中能量耗散的额外途径，进一步增强旋转摩擦力。
引用
@article{arxiv.2410.15382,
title = {The twisting dynamics of large lattice mismatch van der Waals heterostructures},
author = {Mengzhou Liao and Andrea Silva and Luojun Du and Paolo Nicolini and Victor E. P. Claerbout and Denis Kramer and Rong Yang and Dongxia Shi and Tomas Polcar and Guangyu Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.15382},
year = {2024}
}
备注
Published in ACS Appl. Mater. Interfaces 2023, 15, 15, 19616-19623