量子摩擦机制和SiC石墨烯层间量子摩擦增强的研究

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本论文研究微观摩擦中的非接触摩擦的问题。围绕块体中涨落的电子分布和其周围涨落的电磁场对摩擦的影响,介绍量子摩擦,并讨论了量子(非接触)摩擦的库仑拖拽理论、涨落电磁场对摩擦的贡献,并做了比较,发现它们的计算结果近似处理后具有一定一致性,简单说明了石墨烯在无定形SiO2基底上的量子摩擦,知道了适当选取上下表面材料,加强其等离子体和声子极化耦合,在其中一侧的样品上可以感应出可实验测量大小的电势差。最后详细研究了以SiC为衬底的石墨烯之间量子摩擦。由于SiC可以支持表面声子极化子,石墨烯可以支持表面等离激元,在一定的频率范围,表面声子极化子和等离激元能够耦合。发现相对于单纯石墨烯或SiC来说,由于表面声子极化子与石墨烯等离激元的共同作用,以SiC为衬底的石墨烯之间的量子摩擦有很大的增强。由于量子摩擦系数很小,甚至现在的实验技术不足以检测到,增强后的量子摩擦为实验研究量子摩擦提供帮助。此外,发现量子摩擦系数随石墨烯化学势的增加先增加后减小,摩擦系数可以取得最大值。
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