UItra-low friction and edge-pinning effect in large-lattice-mismatch van der Waals heterostructures

Mengzhou Liao, Paolo Nicolini, Luojun Du, Jiahao Yuan, Shuopei Wang, Hua Yu, Jian Tang, Peng Cheng, Kenji Watanabe, Takashi Taniguchi, Lin Gu, Victor E.P. Claerbout, Andrea Silva, Denis Kramer, Tomas Polcar, Rong Yang, Dongxia Shi, Guangyu Zhang*

*Tämän työn vastaava kirjoittaja

Tutkimustuotos: LehtiartikkeliArticleScientificvertaisarvioitu

10 Sitaatiot (Scopus)
90 Lataukset (Pure)

Abstrakti

MoS2/graphite and MoS2/h-BN interfaces are shown to have ultra-low friction coefficients, whereas edges and interface steps mainly contribute to the friction force.

Two-dimensional heterostructures are excellent platforms to realize twist-angle-independent ultra-low friction due to their weak interlayer van der Waals interactions and natural lattice mismatch. However, for finite-size interfaces, the effect of domain edges on the friction process remains unclear. Here we report the superlubricity phenomenon and the edge-pinning effect at MoS2/graphite and MoS2/hexagonal boron nitride van der Waals heterostructure interfaces. We found that the friction coefficients of these heterostructures are below 10(-6). Molecular dynamics simulations corroborate the experiments, which highlights the contribution of edges and interface steps to friction forces. Our experiments and simulations provide more information on the sliding mechanism of finite low-dimensional structures, which is vital to understand the friction process of laminar solid lubricants.

AlkuperäiskieliEnglanti
Sivut47-53
Sivumäärä7
JulkaisuNature Materials
Vuosikerta21
Numero1
Varhainen verkossa julkaisun päivämäärä2021
DOI - pysyväislinkit
TilaJulkaistu - tammikuuta 2022
OKM-julkaisutyyppiA1 Julkaistu artikkeli, soviteltu

Sormenjälki

Sukella tutkimusaiheisiin 'UItra-low friction and edge-pinning effect in large-lattice-mismatch van der Waals heterostructures'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

Siteeraa tätä