原子尺度摩擦中的接触刚度和阻尼：分子动力学模拟的近似估计

原子尺度摩擦中的接触刚度和阻尼：分子动力学模拟的近似估计

        在原子力显微镜（AFM）实验中观察到的粘滑摩擦已经使用普朗特-汤姆林森（PT）模型或分子动力学（MD）模拟进行了广泛研究。然而，AFM中摩擦能量耗散的机制仍然没有得到很好的理解。

Leng Yongsheng 教授研究团队对基准系统（Pt金属尖端在Au（111）表面上滑动）的详细MD模拟提供了一种计算尖端尖端和金属表面之间接触刚度和阻尼的方法。我们揭示了接触刚度在很大程度上取决于尖端的第一接触层原子，但基本上独立于AFM尖端的温度和原子质量，并且如果接触几何形状在弹性接触中保持不变，则接触刚度也较少依赖于法向载荷。此外，通过将原子弛豫率与阻尼系数联系起来，Leng Yongsheng 教授研究团队证明了该阻尼系数取决于尖端的原子结构和接触层中单个原子的固有弛豫率。阻尼系数是PT模型中衡量摩擦耗散的一个重要参数，但其选择通常是经验的。使用这样的机制来计算两个参数，并在两个摩擦系统的PT模型框架内进行Langevin动力学模拟：由3956个PT原子组成的小PT尖端和由18365个PT元素组成的大多晶PT尖端。我们的模拟结果表明，在粘滑摩擦中，两个尖端都处于欠阻尼状态。

文章链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s11249-023-01824-2?utm_source=xmol&utm_medium=affiliate&utm_content=meta&utm_campaign=DDCN_1_GL01_metadata