晶界对单层多晶MoS_2和MoSe_2摩擦性能的影响

摘要

目的基于阿蒙顿固体摩擦理论和静电力理论,利用原子力显微镜和开尔文显微镜研究晶界对单层多晶MoS_2和MoSe_2纳米片摩擦性能的影响。方法用化学气相沉积法制备单层多晶MoS_2和MoSe_2,结合摩擦力显微镜模块、开尔文显微镜模块,在单层多晶MoS_2和MoSe_2不同区域上(500 nm×500 nm),研究晶界对其摩擦性能的影响。结果对于单层多晶MoS_2和MoSe_2,有明显晶界区域的粗糙度、接触电势差和粘附力要大于无明显晶界区域或无晶界区域。有明显晶界区域的摩擦系数大于其他区域,无明显晶界区域的摩擦系数大于无晶界区域。结论探针在晶界处滑动时,受到棘轮效应和压电效应的双重作用,导致探针更大的变形量与更多的能量耗散,因此有明显晶界区域的摩擦力显著增大。对于晶界不明显的区域,其摩擦力仅受压电效应的作用,也会有所增大。对于无晶界的区域,因探针滑动时不会受到棘轮效应和压电效应的作用,其摩擦力相对较小。