近期，我院计算凝聚态物理组在二维层状材料负微分摩擦的产生机理取得新进展，相关成果“Negative differential friction in van der Waals layered materials: The role of interlayer quasibonding repulsion”发表在《Physical Review B》(2024, 109, 075431)，硕士研究生李新雨为第一作者，石兴强教授和王江龙教授为通讯作者。
负微分摩擦，即滑移势垒随着负载的增加而减小，它不遵循经典的达·芬奇-阿蒙顿摩擦定律，近年来引起了人们的广泛关注，在材料和器件摩擦学以及微纳结构设计中具有重要的应用。虽然已有不少工作对二维材料的负微分摩擦进行了研究，但对其普适原理仍缺少认识。我们从二维材料普遍存在的层间准键相互作用出发，利用密度泛函理论计算结合层间轨道相互作用分析了一些典型二维材料(H-stacking MoS2、R-stacking MoS2,h-BN和石墨烯)的滑移势垒随负载的变化关系，由于层间准键排斥和伦敦色散力吸引与层间距有着不同的依赖关系，当层间准键排斥引起的势垒减小大于层间色散力引起的势垒增加时有利用于出现负微分摩擦。这一研究有助于从新的视角理解二维材料的负微分摩擦产生机理以及超低摩擦系数材料的探索和设计。
以上工作得到了国家自然科学基金、河北省自然科学基金、河北大学高层次引进人才项目、河北大学科研创新团队项目、河大超算等的资助和支持。
文章链接：https://doi.org/10.1103/PhysRevB.109.075431
