第十五届全国表面工程青年学术会议

众所周知，接触引起的电荷转移对二维材料表面的摩擦行为必定具有调节作用，但接触界面摩擦中电子耦合的微观调控机制仍待深入探究。借助第一性原理计算，通过对比无衬底支撑的石墨烯表面与多种金属衬底支撑的石墨烯表面滑动行为差异，结果发现金属衬底确能显著改变石墨烯层间滑动过程中的摩擦势垒，且这种调控效应具有明显的材料依赖性；即使在法向加载（垂直压缩）时，摩擦势垒的变化也始终与界面电荷密度重构的保持良好的一致性。电荷重新分布量化进一步表明，最大摩擦势能差与界面电荷密度变化之间均呈现出稳定的线性相关关系，这表明石墨烯表面的摩擦行为主要由滑动过程中界面电子结构的动态重排所主导。具体而言，金属衬底通过调控石墨烯界面对结构扰动的电子响应敏感性，增强或抑制滑动过程中界面电荷密度的重构幅度，从而在定量上决定摩擦势垒的大小。该研究通过系统地分析金属衬底对双层石墨烯层间摩擦行为的调控作用，展示了金属衬底引起界面电荷密度重构与滑动摩擦能垒之间的线性关联，为从电子结构层面理解衬底接触电荷转移调控二维材料表面摩擦行为提供了电子尺度的理论见解。

衬底接触,电荷转移,DFT,摩擦调控,电子分布