MoS2薄膜作為一種優(yōu)秀的固體潤(rùn)滑膜缸血,可以顯著降低氧化鋯的含量和納米機(jī)電系統(tǒng)的摩擦與粘附蜜氨。原子層沉積(ALD)作為一種表面
控制方法,為MoS2的應(yīng)用提供了一種靈活的途徑捎泻。在此研究中飒炎,ALD在基片上沉積的MoS2薄膜用等離子體輔助工藝研究可控摩擦。
首先笆豁,ALD制備了1~5層層控MoS2薄膜郎汪,而摩擦隨著層數(shù)的增加而減少。并且闯狱,沉積在Al2O3基地上的額MoS2的平均摩擦力用1 個(gè)
ALD循環(huán)等離子體處理10s其值達(dá)到最低煞赢。基地表面上的官能團(tuán)可以是經(jīng)等離子體處理之后而得到哄孤,并且通過控制MoS2第一層的生長(zhǎng)
來控制MoS2單分子層的摩擦特性照筑。
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摩擦力會(huì)造成很大的能量損失和磨損,從而對(duì)人類社會(huì)的發(fā)展造成影響瘦陈。久而久之凝危,摩擦力的存在給現(xiàn)在很多關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展造成了瓶
頸,此時(shí)晨逝,MoS2固體潤(rùn)滑劑的發(fā)現(xiàn)被應(yīng)用于抗磨性和耐磨性的研究蛾默。MoS2薄膜作為一種性能優(yōu)異的固體潤(rùn)滑膜可很大程度的降低納
米機(jī)電系統(tǒng)的摩擦和粘附。在此研究中捉貌,運(yùn)用了一種原子層沉積法(ALD)支鸡,由于其優(yōu)異的機(jī)械靈活性、良好的熱穩(wěn)定性和低的自由能
等特點(diǎn)趁窃,此方法作為一種表面控制薄膜制備技術(shù)被廣泛應(yīng)用于二維MoS2薄膜的合成苍匆。MoS2薄膜通過等離子輔助過程沉積在基地物上
而被用于控制摩擦力。
首先棚菊,通過ALD在Al2O3襯底上沉積的MoS2薄膜的層數(shù)可以直接由ALD循環(huán)次數(shù)控制浸踩。通過使用拉曼光譜(XperRam C,
Nanobase统求,532nm激光光源下检碗,激光光斑尺寸為1mm据块,功率為0.6mW)證明了薄膜層數(shù)和ALD圈數(shù)之間成線性關(guān)系,且隨著薄膜
層數(shù)的增加摩擦減少折剃,即隨著MoS2厚度的增加另假,受基地影響的的2D MoS2的層相關(guān)摩擦性能減弱,如圖1(a)和圖1(b)所示怕犁。除
此之外边篮,通過高斯公式計(jì)算摩擦力的分布可以得到每次等離子處理的平均摩擦力,且發(fā)現(xiàn)等離子處理10s的Al2O3基地上沉積的MoS2
的平均摩擦為1個(gè)ALD循環(huán)奏甫,并且其值最低戈轿,如圖1(c)所示≌笞樱基地表面上的官能團(tuán)可以通過O2等離子處理獲得思杯,因?yàn)镺2等離子體處
理可有效增加Al2O3基地上的槍羥基的數(shù)目,即等離子體處理可以增加基地表面活性位點(diǎn)的數(shù)量挠进,其可控制ALD上MoS2第一層的生
長(zhǎng)色乾,因此單層MoS2的摩擦特性可以被控制。最后领突,等離子體處理對(duì)ALD上MoS2中間生長(zhǎng)階段的影響相對(duì)較弱暖璧,只有經(jīng)過等離子體處
理的單層才可通過ALD影響MoS2的生長(zhǎng),如圖1(d)所是君旦。因此等離子體處理對(duì)ALD上沉積的MoS2摩擦特性的控制作用僅發(fā)生在生
長(zhǎng)的初始階段漆撞。
圖1
(a)沉積在Al2O3上的MoS2薄膜從1~5圈循環(huán)的拉曼光譜圖
(b)在15nN負(fù)載下,沉積在ALD上的薄膜在1~5圈循環(huán)下的摩擦力
(c)相對(duì)應(yīng)的平均摩擦力
(d)相應(yīng)的MoS2薄膜的水接觸角和粘附力
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