Graphene Induced Large Shift of Surface Plasmon Resonances of Gold Films: Effective Medium Theory for Atomically Thin Materials
尽管成功地将石墨烯建模为通过剥离或化学气相沉积（CVD）合成的0.34 nm厚的光学膜，但石墨烯诱导的金膜的表面等离子体共振（SPR）的位移仍然存在争议。在这里，我们通过开发一种清洁的CVD石墨烯转移方法并将Maxwell-Garnet有效介质理论（EMT）扩展到2D材料来解决这一争议。获得了0.24的SPR位移，并且它与其中褶皱石墨烯被处理为3-nm石墨烯/空气层状复合物的2D EMT很好地一致，与原子力显微镜测量的平均粗糙度一致。由于2D EMT的各向异性内置边界条件与石墨烯的光学各向异性兼容，因此石墨烯可以被建模为厚于0.34 nm的膜而不改变其光学性质;然而，其实际粗糙度，即，有效厚度将显著改变其对强面外场的响应，导致更大的SPR偏移。
2019-04-17 cond-mat.mes-hall physics.optics
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
Single-Crystalline Al/Ge Heterostructure with an Atomically Sharp Commensurate Interface
Beijing Academy of Quantum Information Sciences（北京量子信息科学研究院）；Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics and Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所、凝聚态物理国家实验室）；Peking University（北京大学）
通过分子束外延在Ge(111)上生长单晶Al(111)，实现原子级平坦锐利界面，采用7-Al/5-Ge共格外延关系将晶格失配从28.4%降至约0.1%，并优化生长参数获得超薄连续薄膜。
2026-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mechanically-reconfigurable van der Waals devices via low-friction gold sliding
本文利用金在hBN上的低摩擦滑动特性，实现了范德华器件的机械可重构，展示了可调量子点接触和新型滑动扫描探针实验。
2022-12-05 cond-mat.mes-hall
Atomically Resolved Observation of Continuous Interfaces between As-grown MoS2 Monolayer and WS2/MoS2 Heterobilayer on SiO2
通过化学气相沉积（CVD）方法合成的范德华（vdW）异质结构允许产生和调整二维（2D）材料的有趣的电子和光学性质，其知识对于广泛的潜在应用是至关重要的。在这里，我们报告我们的扫描隧道显微镜/光谱（STM/STS）研究生长的二硫化钼单层和WS 2/MoS 2异质双层二氧化硅。异质双层比MoS 2单层更光滑，前者的均方根（RMS）粗糙度为0.230 ± 0.021 nm，后者为0.329 ± 0.033 nm。据我们所知，这是第一次，我们直接观察到一个连续的界面之间的二硫化钼单层和顶层的异质双层原子分辨率。这一发现与先前报道的异质双分子层顶层的开放边缘形成对比。我们的STS结果和密度泛函理论（DFT）计算揭示了异质双层和二硫化钼单层的带隙。
2018-04-24 cond-mat.mes-hall
Needle in a haystack: efficiently finding atomically defined quantum dots for electrostatic force microscopy
本文引入一种新型AFM仪器，能测量超微型半导体器件尺寸、粗糙度、电势及量子点能级，并提出利用光学定位、电容传感器和AFM形貌高效寻找埋藏于硅样品中纳米级量子点的工艺。
2024-03-20 cond-mat.mes-hall physics.ins-det
Sliding friction and superlubricity of colloidal AFM probes coated by tribo-induced graphitic transfer layers
本研究利用胶体探针AFM探索石墨表面的滑动摩擦与超润滑现象，发现摩擦诱导的转移层使系统转变为低摩擦状态，其载荷驱动的粘滑到超润滑转变可由Prandtl-Tomlinson模型描述，且耗散随基底原子起伏增加而增大。
2024-01-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Cross-sectional imaging of individual layers and buried interfaces of graphene-based heterostructures and superlattices
通过将各种二维（2D）原子晶体[1]堆叠在彼此的顶部，可以创建具有设计的电子特性的多层异质结构和器件[2-5]。然而，在组装过程中，各种吸附物被困在层之间，这不仅影响了所得的质量，而且还阻止了由范德华相互作用维持的真正的人造层状晶体的形成，而是通过污染物形成胶合在一起的层压材料。透射电子显微镜（TEM）显示，石墨烯和氮化硼单层（两种最佳表征的2D晶体）被碳氢化合物密集覆盖（即使在高真空中热退火后），并且仅显示出适合原子分辨率成像的小的干净斑块[6-10]。这一观察似乎不利于创造具有原子级尖锐界面的范德华材料和异质结构的任何现实前景。在这里，我们采用横截面TEM来观察几种石墨烯-氮化硼异质结构的侧视图。我们发现，被困的碳氢化合物分离成孤立的口袋，离开界面原子清洁。此外，我们观察到一个明确的界面粗糙度和封装的石墨烯的电子质量之间的相关性。这项工作证明了原子层精度组装异质结构的概念，并提供了他们的第一个TEM图像。
2012-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Superlubricity of Graphene Nanoribbons on Gold Surfaces
摩擦消失的状态称为超润滑性，在节能和延长设备寿命方面具有重要的应用。用原子力显微镜检测到的超润滑性出现在像在表面滑动大石墨薄片或金纳米团簇的例子中。然而，由于缺乏可控的纳米接触，对行为的起源知之甚少。我们证明了石墨烯纳米带的超润滑性时，与联合实验和计算的方法在金上滑动。原子上定义良好的接触使我们能够追踪超润滑性的起源，解开边缘，表面重建和带状弹性所扮演的角色。我们的研究结果铺平了道路，以实现无摩擦涂层的超润滑性的规模。
2016-03-13 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
Graphite superlubricity enabled by triboinduced nanocontacts
本研究通过胶体探针原子力显微镜揭示石墨超润滑性源于摩擦转移纳米微凸体的双重作用，其减小真实接触面积并控制耗散，且滑动状态受负载调控，符合Prandtl-Tomlinson模型。
2023-09-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Superlubric Brownian Motor
本文利用非公度二维层状材料的超润滑特性与倾斜周期势能景观，构建了一种介观布朗马达，通过调节正反向滑动速度实现热能收集，为宏观定向运动与能量收集提供新途径。
2024-07-01 cond-mat.mes-hall
Confinement enhanced viscosity vs shear thinning in lubricated ice friction
本研究通过计算机模拟发现，冰表面预熔化薄膜在静态下黏度约为体相两倍，但在高速滑动时因剪切变稀黏度骤降，从而有效润滑并减少摩擦生热。
2024-02-07 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
Observation of zero coefficient of friction above a critical pressure
该研究首次实验观测到微尺度单晶石墨与纳米粗糙度金基底在临界压力以上的自超润滑现象，建立了临界压力无量纲判据并验证，为低功耗长寿命微系统提供变革性原理。
2025-01-14 cond-mat.mes-hall
Crystalline metal flakes: Platforms for advanced plasmonics and hybrid 2D material architectures
Swiss Federal Institute of Technology Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）；Universität Würzburg（维尔茨堡大学）；Leibniz Institute of Photonic Technology（莱布尼茨光子技术研究所）；University of Southern Denmark（南丹麦大学）
晶体金属薄片在纳米光子学中作为多功能平台，具有高结晶度和光学质量，适用于先进等离子体学、量子光子学和混合光子系统，其优势在于低损耗和高精度纳米结构化能力。
2026-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.other physics.optics
Deterministic single-electron trapping on solid neon using engineered dielectric surface geometry
University of New South Wales（新南威尔士大学）
研究固态氖表面悬浮电子量子比特面临的问题，提出在其下方沉积介电层并选择性蚀刻以形成确定性势阱俘获电子的方法，通过模拟验证该方法，为量子信息处理提供了更可靠的平台。
2026-07-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Interlayer interaction and related properties of bilayer hexagonal boron nitride: ab initio study
采用第一性原理方法研究了六方氮化硼（h-BN）层间相互作用和层间相对运动的主要特征。层间相互作用能对h-BN层的相对平移位移（势能面）的依赖性针对层的两个相对取向来计算，即，针对在层的相对旋转180度时在相同方向和相反方向上对齐的层。结果表明，双层h-BN的势能面可以近似由对称性决定的第一傅立叶分量。结果，描述在相同方向上排列的h-BN层的相对运动的一组广泛的物理性质，包括它们相对滑动和旋转的障碍、剪切模式频率和剪切模量，由对应于势能面的粗糙度的单个参数确定，类似于双层石墨烯。在相反方向上排列的h-BN层的性质由两个这样的参数描述。部分和全部位错的可能性堆叠的层预测的h-BN层在相同和相反的方向排列，分别。利用扩展的双链Frenkel-Kontorova模型，在计算的势能面的基础上，估算了位错的宽度和形成能。
2016-04-11 cond-mat.mes-hall
