量子摩擦机制和SiC石墨烯层间量子摩擦增强的研究

摘要

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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第一章 引言

1.1摩擦学的研究意义及基本概念

1.2纳米摩擦学的研究意义及一些概念

1.3石墨烯的电学性能

第二章 关于量子摩擦的理论研究

2.1 库仑拖拽摩擦

2.2涨落电磁场与量子摩擦

2.3石墨烯在无定形SiO2基底上的量子摩擦

第三章 利用石墨烯等离激元与表面声子耦合增强量子摩擦

3.1 利用等离激元与表面声子耦合增强量子摩擦的介绍

3.2利用等离激元与表面声子耦合增强量子摩擦的理论模型

3.3利用等离激元与表面声子耦合增强量子摩擦的结果和讨论

第四章 结论与展望

4.1 结论

4.2进一步工作的方向

致谢

参考文献

附录A 关于摩擦起源说明的图片

攻读学位期间的研究成果