1169 / 2023-03-16 19:48:06

MoTe2不同结构相的层间摩擦行为

二维过渡金属硫属化物作为重要的固体润滑剂，其层间摩擦行为在摩擦学领域引起了广泛关注。在这项研究中，通过用原子力显微镜的探针尖端横向推动MoTe₂块晶体材料上的MoTe₂粉末样品滑动来测量层间摩擦，并使用密度泛函理论进一步分析了实验结果。实验结果表明，1T'-MoTe₂ /1T'-MoTe₂界面的摩擦系数为2.025 × 10^-4，低于2H-MoTe₂ /2H-MoTe₂界面的摩擦系数（3.086 × 10^-4），而异质1T'-MoTe₂ /2H-MoTe₂界面的摩擦系数最低，为6.875 × 10^-5。由于AFM探针侧向推动样品时没有施加法向载荷，我们采用密度泛函理论（DFT）计算了三种双层材料在不同载荷下的摩擦的行为，发现同质界面的摩擦具有各向异性，并且随着载荷的增加，同质层间的润滑性能可能会得到改善。对于测量到1T'-MoTe₂/1T'-MoTe₂的层间摩擦系数比2H-MoTe₂/2H-MoTe₂小的实验现象，我们以DFT计算得到的层间势能出发，计算了理论平均层间剪切强度和最大层间剪切强度，理论计算得到的剪切强度的相对大小可以解释实验得到的结果。而1T'-MoTe₂/2H-MoTe₂异质界面表现出很低的摩擦系数则与其层间的较弱的库伦相互作用和晶格失配造成的层间势能波纹的减弱有关。这项工作表明，MoTe₂具有与MoS₂相媲美的层间摩擦特性，并有望在未来通过诱导2H-1T'相转变来降低层间摩擦。