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二硒化铌可控制备及其微观摩擦学性能研究

摩擦是普遍存在的基本物理现象之一，有相对运动，就会产生摩擦并造成磨损。据科学统计，摩擦消耗了世界一次能源的1/3左右，磨损造成了约60%的设备破坏或故障，润滑是降低摩擦磨损的最重要技术途径，影响着国家20万亿以上的经济规模。^[1]。二维层状材料因具备纳米尺度的超薄晶体结构、高的机械强度、低的层间剪切强度、高的粘附性等特性，成为摩擦学研究和应用最为广泛的材料^[2]。二硒化铌（NbSe₂）是一种新型的导电润滑二维材料，在摩擦学领域具有巨大的应用潜力。采用化学气相沉积（CVD）法，通过调控工艺参数，可控生长不同形貌、厚度的NbSe₂单晶。基于原子力显微镜，系统探究了NbSe₂的微观摩擦学性能。发现单层NbSe₂具备超低的摩擦系数和超强的耐磨性能，而且相对于多层NbSe₂，单层NbSe₂的摩擦系数更低且耐磨性更好。从实验与理论两方面对上述单层助力超低摩擦与超耐磨性能的本质进行了系统阐释。该研究丰富了摩擦学理论体系，为探索具备超低摩擦性能的二维材料提供了理论指导。