异种金属间初始纳米尺度机械接触中的瞬态粘附与电导现象
材料科学
2015-06-16 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
我们报道了将清洁的 W(111) 针尖压入 Au(111) 表面所产生的机械接触中，与针尖润湿相关的瞬态粘附和电导现象。结合原子力显微镜和扫描隧道显微镜，在超高真空环境下进行了压痕实验并成像了残留压痕。实验中使用的半径约 7 nm 的针尖在同一仪器中通过场离子显微镜制备和表征。钨针尖的初次压痕显示出比后续压痕更大的电导和拉脱粘附力。在经过约 30 次深度约 1.7 nm 的压痕后，最大电导和粘附力达到稳态值，分别约为其初始值的 1/12 和 1/6。为了研究针尖润湿现象在不同衬底上的普适性，还进行了将 W(111) 针尖压入 Cu(100) 的实验。我们基于接触力学考量提出了一个模型，定量重现了观测到的电导和粘附下降的衰减速率，其 1/e 衰减常数为 9-14 个压痕周期。结果表明，压入针尖的表面成分在定义压痕接触的机械和电学性质方面起着重要作用。
引用
@article{arxiv.1308.1106,
title = {Transient adhesion and conductance phenomena in initial nanoscale mechanical contacts between dissimilar metals},
author = {William Paul and David Oliver and Yoichi Miyahara and Peter Grütter},
journal= {arXiv preprint arXiv:1308.1106},
year = {2015}
}
备注
8 pages, 7 figures