1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Российские нанотехнологии
  4. T. 17, № 4, 2022

Российские нанотехнологии, 2022, T. 17, № 4, стр. 447-452

МОДЕЛИРОВАНИЕ ТРИБОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ БИСЛОЯ ГРАФЕНА С ПОВЕРНУТЫМИ СЛОЯМИ

А. С. Минкин 1, *, И. В. Лебедева 2, 3, А. М. Попов 4, А. А. Книжник 1, 5

1 Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”
Москва, Россия

2 Центр совместных исследований “наноГУНЭ”
Сан-Себастьян, Испания

3 Высший центр научных исследований “Каталонский институт нанонауки и нанотехнологий”, Автономный университет Барселоны
Бельятерра, Испания

4 Институт спектроскопии РАН
Троицк, Россия

5 ООО “Кинтех Лаб”
Москва, Россия

* E-mail: amink@mail.ru

Поступила в редакцию 01.12.2021
После доработки 01.12.2021
Принята к публикации 07.01.2022

Аннотация

С помощью расчетов методом функционала плотности (МФП), а также с использованием полуэмпирических потенциалов межатомного взаимодействия Колмогорова–Креспи и Лебедевой исследовано влияние атомных дефектов структуры на трибологические свойства системы со структурной сверхскользскостью на примере бислоя графена с повернутыми слоями. Сделаны оценки амплитуды неровностей поверхности потенциальной энергии взаимодействия слоев и барьеров для относительного движения идеальных слоев графена и слоев с вакансиями. Обнаружено макроскопическое сверхнизкое трение для бислоя графена с идеальными повернутыми слоями. Расчеты МФП показывают, что вакансии в этом бислое графена приводят к появлению статической силы трения 12–16 пН на вакансию. Сделана оценка адекватности применения полуэмпирических потенциалов взаимодействия между слоями графена для исследования трибологических свойств бислоя графена с атомными дефектами структуры.

Список литературы

  1. Androulidakis C., Koukaras E.N., Paterakis G. et al. // Nat. Commun. 2020. V. 11. № 1595. https://doi.org/10.1038/s41467-020-15446-y

  2. Zhang R., Ning Z., Zhang Y. et al. // Nat. Nanotechnol. 2013. V. 8. P. 912. https://doi.org/10.1038/nnano.2013.217

  3. Kawai S., Benassi A., Gnecco E. et al. // Science. 2016. V. 351. № 6276. P. 957. https://doi.org/10.1126/science.aad3569

  4. Song Y., Mandelli D., Hod O. et al. // Nat. Mater. 2018. V. 17. P. 894. https://doi.org/10.1038/s41563-018-0144-z

  5. Hod O., Meyer E., Zheng Q., Urbakh M. // Nature. 2018. V. 563. P. 485. https://doi.org/10.1038/s41586-018-0704-z

  6. Zheng Q., Liu Z. // Friction. 2014. V. 2. № 2. P. 182. https://doi.org/10.1007/s40544-014-0056-0

  7. Dienwiebel M., Pradeep N., Verhoeven G.S. et al. // Surf. Sci. 2005. V. 576. P. 197. https://doi.org/10.1016/j.susc.2004.12.011

  8. Zhu P., Hu Y.-Z., Ma T. et al. // Appl. Phys. A. 2015. V. 118. P. 301. https://doi.org/10.1007/s00339-014-8731-6

  9. Grimme S.// J. Comp. Chem. 2006. V. 27. № 15. P. 1787. https://doi.org/10.1002/jcc.20495

  10. Kolmogorov A.N., Crespi V.H. // Phys. Rev. B. 2005. V. 71. P. 235415. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.71.235415

  11. Lebedeva I.V., Knizhnik A.A., Popov A.M. et al. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2011. V. 13. P. 5687. https://doi.org/10.1039/C0CP02614J

  12. Skowron S.T., Lebedeva I.V., Popov A.M., Bichoutskaia E. // Chem. Soc. Rev. 2015. V. 44. P. 3143. https://doi.org/10.1039/C4CS00499J

  13. Popov A.M., Lebedeva I.V., Knizhnik A.A. et al. // Chem. Phys. Lett. 2012. V. 536. P. 82. https://doi.org/10.1016/j.cplett.2012.03.082

  14. Latham C.D., Heggie M.I., Alatalo M. et al. // Condens. Matter. 2013. V. 25. P. 135403. https://doi.org/10.1088/0953-8984/25/13/135403

  15. Wadey J.D., Markevich A., Robertson A. et al. // Chem. Phys. Lett. 2016. V. 648. P. 161. https://doi.org/10.1016/j.cplett.2016.02.005

  16. Dai X.Q., Zhao J.H., Xie M.H. et al. // Eur. Phys. J. B. 2011. V. 80. P. 343. https://doi.org/10.1140/epjb/e2011-10955-x

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Российские нанотехнологии

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал