Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Phản Ứng Cơ Học của Kim Cương tại Các Kích Thước Nanomet: Mài Kim Cương và Kính Hiển Vi Lực Nguyên Tử
Tóm tắt
Các phương pháp giả thế năng tổng thể được sử dụng để nghiên cứu hai quá trình khác nhau liên quan đến sự tương tác cơ học giữa các nanoasperities kim cương và bề mặt kim cương: các quá trình mài chịu trách nhiệm cho việc đánh bóng kim cương và sự biến dạng cơ học của đầu dò và bề mặt trong quá trình hoạt động của Kính Hiển Vi Lực Nguyên Tử ở Chế Độ Tiếp Xúc (CM-AFM). Sự không đối xứng mạnh mẽ trong tốc độ đánh bóng giữa các hướng khác nhau trên bề mặt kim cương (110) được giải thích qua một cơ chế phân tử cho sự hình thành nano-rãnh. Hình thái bề mặt sau khi đánh bóng và tính chất của dư lượng đánh bóng dự đoán bởi cơ chế này là nhất quán với bằng chứng thực nghiệm. Trong trường hợp CM-FAM, các phép tính của chúng tôi cho thấy rằng một đầu dò được kết thúc bởi một nguyên tử đơn có khả năng chịu lực vượt quá 30 nN. Độ lớn của lực pháp tuyến được phát hiện là rất tương đồng với trường hợp tiếp cận bề mặt ở vị trí của một nguyên tử hay vị trí rỗng trên bề mặt. Hành vi này là do sự thư giãn của đầu dò bị tác động bởi sự tương tác với bề mặt. Các lực này cũng khá không nhạy cảm với bản chất hóa học của đỉnh đầu dò.
Từ khóa
#kim cương #mài #kính hiển vi lực nguyên tử #lực #tương tác cơ học #bề mặt #nanometerTài liệu tham khảo
M.C. Payne et al., Rev. Mod. Phys. 64, 1045 (1992).
M.P. Hitchiner, E.M. Wilks and J. Wilks, Wear, 94, 103, (1984).
E.M. Wilks and J. Wilks, J. Phys.l D5, 1902, (1972)
M. Couto et al. Appl. Surf. Sci. 62, 264 (1992); J. Hard Mater. 5, 31 (1994).
E.M. Wilks and J. Wilks, Properties and Applications of Diamond (Kluwer, Dordrecht, 1992), p.348.
S.E. Grillo and J.E. Field, J. Phys. D30, 202, (1997).
F.M. van Bouwelen, PhD Thesis, University of Cambridge (1996).
M.R. Jarvis, R. Pérez, F.M. van Bouwelen and M.C. Payne. Phys. Rev. Lett. 80, 3428 (1998).
R. Pérez, M.R. Jarvis and M.C. Payne, (to be published)
G. Binnig, H. Rohrer, C. Gerner and E. Weibel, Phys. Rev. Lett. 49, 57, (1982)
M.R. Jarvis, PhD Thesis, University of Cambridge (1998).
Y.G. Gogotsi, A. Kailer and K.G. Nickel, Nature (London) 401, 664 (1994).
H. Chacham and L. Kleinman, Phys. Rev. Lett. 85, 4904 (2000)
S.H. Ke et al., Rev. Phys. Rev. B60, 11639 (1999).
J. Tobik, I. Stich, R. Pérez and K. Terekura, Phys. Rev. Lett. B60, 11639 (1999)
M.R. Jarvis, R. Pérez and M.C. Payne, Phys. Rev. Lett. 86, 1287 (2001).