Atomic scale friction of molecular adsorbates during diffusion
实验观察表明，分子吸附物表现出更大的摩擦系数比原子物种的可比质量，但这种增加的摩擦的起源还没有很好地理解。我们提出了一个研究摩擦的微观起源所经历的分子吸附在表面扩散。用氦原子自旋回波方法对铜（111）表面上的一系列五元芳族分子--环戊二烯（Cp）、吡咯和噻吩进行了测量，并与相应体系的分子动力学模拟进行了比较.吸附物与表面有不同的化学相互作用和不同的键合几何形状，但测量结果表明，所有这些分子的摩擦大于2 ps $^{-1}$。我们表明，这些吸附物物种的内部和外部的自由度是一个关键因素，在底层的微观过程和识别的旋转模式的贡献最大的总测量摩擦系数。
2013-05-21 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
Thermal effects and spontaneous frictional relaxation in atomically thin layered materials
研究了热效应对原子级薄片摩擦特性的影响。我们模拟了一个简单的模型的基础上的普朗特-汤姆林森模型，再现层的摩擦和AFM实验中看到的强化效果的依赖。我们研究了匀速滑动和反向滑动。我们还研究了接触老化：当滑动完全停止时接触发生的变化。我们比较的数值结果分析计算的基础上Kramers率。我们发现，有一个慢于指数的接触老化，削弱了接触，我们预计将在实验中观察到。我们讨论了滑动以及老化实验的影响。
2021-06-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Structural Superlubricity at High Sliding Speeds under Ambient Conditions
本研究针对结构超润滑在高滑动速度下能否保持的问题，通过原子力显微镜和外差检测法开展实验，证实环境条件下结构超润滑可在跨越三个数量级的高速下维持，助力超润滑机械装置研发。
2024-07-09 cond-mat.mes-hall
Enhancement of non-contact friction between metal surfaces induced by the electrical double layer
Casimir和静电非接触摩擦之间的两个金盘，和一个金尖和一个金盘，计算考虑到双电层的贡献。结果表明，在一个极端的近场（$d<10$ nm）的贡献，从双电层导致非接触摩擦的增强了许多数量级的传统理论的结果相比，没有这种贡献。卡西米尔和静电摩擦分别占主导地位的短期和大型分离。静电摩擦力的计算值与实验值吻合较好。研究结果为用原子力显微镜检测Casimir摩擦开辟了新的途径。
2021-05-26 cond-mat.mes-hall
High speed nanotribology with quartz crystal resonators via Atomic Force Microscopy
在每秒数米范围内的摩擦力测量仍然很有意义。利用原子力显微镜（AFM）研究了谐振频率为3 MHz的石英晶体谐振器的振荡情况。振荡速度可达几米/秒。然后在石英晶体谐振器上制备的Fischer图形上进行摩擦测量。本文介绍了如何测量石英晶体谐振器的振荡速度和不同设计下的摩擦测量。详细讨论了标定方法和计算方法。虽然由于装置本身和振荡石英的影响，AFM测量中存在误差，这可能会极大地影响悬臂梁尖端的锋利度，但结果表明，振荡的局部摩擦系数高于无振荡的局部摩擦系数。
2013-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Single-Contact Problem in Atomically Flat Interfaces: a Simulation Approach
Trinity College（都柏林三一学院）
研究晶体SiO₂/SiO₂界面单接触问题，结合原子模拟与改进连续介质模型，计算界面滑动势能面确定相关摩擦参数，扩展Mindlin模型描述粘滑转变，实验验证模型与实际微粗糙摩擦学相关。
2026-07-14 cond-mat.mes-hall
Ab-initio friction forces on the nanoscale: A DFT study of fcc Cu(111)
虽然有许多模型可以解决在原子水平上计算摩擦力的问题，但提供一种完全无参数的方法仍然是一个挑战。在这里，我们提出了一个准静态模型，以获得近似的纳米摩擦响应的干燥，无磨损系统的基础上量子力学的全电子计算。我们提出了一种机制，允许耗散滑动，这依赖于原子弛豫。我们定义了两种不同的方法来计算平均纳米摩擦力，这两种方法都导致所有滑动方向的指数摩擦与负载行为。由于我们的方法不对滑动路径的长度和方向施加任何限制，我们研究了面心立方Cu（111）界面的任意滑动方向，并检测到形成纳米摩擦上界和下界的两个周期性路径。对于长的非周期路径，摩擦力收敛到这些极限之间的值。对于低负载，我们检索德亚金推广的阿蒙顿-库仑动摩擦定律，这似乎是有效的所有的方式下降到纳米级。我们观察到一个非零的Derjaguin偏移，即使是原子级的平面在干接触。
2014-08-26 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph quant-ph
Theory of charge density wave non-contact friction
提出了一种机制来描述发生的距离相关的耗散峰的动力学的原子力显微镜针尖振荡的表面特征在于由电荷密度波状态。耗散有其起源的滞后行为的尖端振荡发生在与局部相位滑移的电荷密度波兼容的位置。该模型支持通过静态和动态的数值模拟的尖端表面相互作用，是在良好的定性协议与最近进行的实验上的NbSe $_2$样品。
2016-05-12 cond-mat.mes-hall
Atomic-scale simulations on the sliding of incommensurate surfaces: The breakdown of superlubricity
在原子力显微镜（AFM）中摩擦滑动的分子动力学模拟表明，无公度表面之间的超润滑性对针尖柔顺性和施加的法向力具有明显的依赖性。当刚性尖端和低法向力的动摩擦消失时，超润滑性能在较软尖端和高法向力的情况下失效。模拟提供的证据表明，Frenkel-Kontorova-Tomlinson（FKT）缩放同样适用于一个更现实的3-D不相称的AFM模型，除了在非常低的刚度和高的正常负载限制的限制。不像FKT模型中的故障的超润滑性一致的亚稳态的出现，在3-D模型中，一些亚稳态出现，以减少摩擦力，导致非单调的依赖力的正常负载和尖端的顺应性。亚稳态随滑块位置而变化，并且这些亚稳态的相对稳定性导致取决于滑动速度的变化的过渡机制。
2009-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effects of thermal rippling on the frictional properties of free-standing graphene
利用模拟摩擦力显微镜，研究了温度对悬浮石墨烯摩擦性能的影响。与三维材料表面上的热激活摩擦的理论相比，动摩擦被证明是局部增加和减少随着温度的升高，这取决于样品的大小，扫描尖端直径，扫描速率，和外部施加的正常负载。我们将观察到的效应归因于石墨烯中固有的热激发弯曲波纹，展示了原子薄膜中温度依赖性动态粗糙度的独特情况。
2015-03-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Study of friction of Ag and Ni nanoparticles: an atomistic approach
利用原子力显微镜对金属纳米颗粒进行操控是一种很有前途的纳米尺度摩擦学研究新技术。尽管在实验研究中取得了一些进展，但没有明确的理论处理过程伴随着吸附在平坦表面上的金属纳米岛的运动，需要进行额外的研究。在本文中，我们描述了基于经典分子动力学的计算机实验，其中银和镍纳米颗粒与石墨烯片相互作用和恒定力剪切的行为进行了研究。作用在纳米岛上的摩擦力被测量为它们的尺寸的函数。结果表明，它的平均值与接触面积近似线性增长，线性拟合的斜率接近实验观察。揭示了摩擦力的大小和摩擦力曲线的形状与金属原子类型的关系，并讨论了其原子背景的可能原因。
2010-10-20 cond-mat.mes-hall
High-speed quantitative nanomechanical mapping by photothermal off-resonance atomic force microscopy
本文提出基于光热非共振轻敲的AFM方法，将力谱测量速度提高至少一个数量级，实现对聚合物和金属材料的高通量定量纳米力学映射。
2025-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Integrated silicon optomechanical transducers and their application in atomic force microscopy
本章介绍了基本的设计，模拟和制造全硅集成，波导耦合，光机械力和位移传感器。所有固定纳米光子组件与机械分离的可移动组件的全硅集成方法创造了独立设计这两个部件的机会，用于需要高精度，高带宽和小尺寸的各种MEMS和NEMS传感应用。用于静态和动态致动的致动器的进一步集成也是可能的。
2014-05-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Amplitude Nanofriction Spectroscopy
原子尺度的摩擦，纳米技术的一个不可或缺的元素，需要直接访问，在实际增长的剪切应力，其连续的活阶段：从静态钉扎，脱钉和瞬态演变，最终迎来稳态动摩擦。标准的基于针尖的原子力显微镜通常解决稳态，但以前的中间步骤探索得少得多。在这里，我们提出了一个实验和模拟的方法，其中增加振幅的振荡剪切力导致所有这些连续的方面的一次性调查。在石墨上滑动的受控金纳米接触的演示揭示了桥接初始脱钉和大速度滑动之间的间隙的现象，其与原子尺度时间和幅度依赖的流变学潜在相关。
2021-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal Activation of Dry Sliding Friction at The Nano-scale
本研究通过分子动力学模拟探究纳米尺度干滑动摩擦的温度依赖性，发现动摩擦系数随温度升高而降低，符合原子尺度摩擦的热激活规律。
2022-10-10 cond-mat.mes-hall physics.data-an
Atomistic modelling of friction of Cu and Au nanoparticles adsorbed on graphene
我们提出了经典的分子动力学计算的行为的铜和金纳米粒子的石墨烯片，剪切与恒定施加的力$F_{\rm a}$。从衬底作用在颗粒上的力$F_{\rm s}$取决于纳米颗粒的材料（Au或Cu），并且表现出对时间的依赖性，我们将其归因于金属纳米颗粒表面原子位置与石墨烯晶格之间的局部可折叠性。作用在Au纳米颗粒上的$F_{\rm s}$（摩擦力）的时间平均值随着接触面积线性增加，具有接近实验可观察到的斜率。提出了一个定性模型来解释观察到的结果。
2013-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Structure and frictional properties of Langmuir-Blodgett films of Cu nanoparticles modified by dialkyldithiophosphate
制备了二烷基二硫代磷酸盐（DDP）修饰铜纳米粒子的LB膜。利用透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱学（XPS）和原子/摩擦力显微镜（AFM/FFM）研究了LB膜的结构、微摩擦行为和附着力。结果表明，改性后的纳米铜粒子具有典型的核壳结构和良好的成膜能力。AFM/FFM图像显示改性Cu纳米粒子LB膜由多个纳米粒子紧密有序排列而成，具有良好的低摩擦性能。摩擦环表明纳米铜颗粒的表面坡度对摩擦力有显著影响，摩擦行为表现出明显的“棘轮效应”。粘附实验表明，改性后的纳米铜颗粒具有很小的粘附力。(c)2006 Elsevier B. V.保留所有权利。
2010-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Nature of dynamic friction in a humid hydrophobic nano-contact
水分子污染表面上的动态摩擦物理学仍然知之甚少。在符合日益增长的兴趣在疏水接触的工业应用中，本文着重于摩擦机制，在这样的界面。作为一种常用的材料，与石墨的接触被认为是在一个双重的方法的基础上使用的圆形模式原子力显微镜技术结合分子动力学模拟实验研究。我们证明了一个直观的范例，它断言，水分子被挤出的疏水接触，应该加以改进。因此，我们引入了一种机制，考虑内的滑动纳米接触的水吸附在基板上的积累所产生的液滴。然后，我们表明，一个完整的滑动制度的液滴在疏水基板上滑动解释了实验的摩擦学行为。
2022-06-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.app-ph
