En ny måde at måle friktion mellem højt ordnede pyrolytiske grafitmaterialer

(Phys.org) – Et lille team af forskere ved IBM Research–Zürich, har fundet en ny måde at måle friktionen på, når to planer af højordnet pyrolytisk grafit (HOPG) flyttes mod hinanden. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Videnskab , holdet forklarer, hvordan deres teknik virker, og hvad de fandt, når de brugte den med nogle grafitmaterialer. Kenneth Liechti fra University of Texas tilbyder en Perspektiv stykke om arbejdet udført af teamet i samme tidsskriftsudgave og foreslår måder, hvorpå den nye teknik kan vise sig nyttig til design og pålidelighed af nano- og mikroelektriske systemer.

Efterhånden som arbejdet er skredet frem med at udvikle 2D-materialer, mest berømt med grafen eller nanorør, andre forskere har haft travlt med at studere sådanne materialer for at lære mere om deres egenskaber - håbet er, at de kan vise sig nyttige til udvikling af ekstremt små elektriske systemer. For at det dog skal ske, ting som hvordan friktion virker med dem skal forstås. Indtil nu, forskere, der forsøger at måle friktion, der involverer 2D-materialer på nanoskala, har været nødt til at bruge sonder, at notere og måle de svingninger, der opstår, når to af materialerne gnider mod hinanden. I denne nye indsats, forskerne har fundet en måde at måle den type friktion på uden at skulle røre ved nogen af ​​materialerne.

Holdet hos IBM brugte et atomkraftmikroskop til at anvende en forskydningskraft på to HOPG-skiver (omtrent 50 nm tykke med radier fra 50-300 nm). Metoden giver mulighed for at måle friktionspåvirkningen på skiverne, når de skubbes på forskellige måder - med lateral friktion, for eksempel når en skive flyttes langs en lige linje mod en anden, eller når drejningsmoment er involveret ved at vride eller dreje den ene skive oven på den anden.

Som en del af deres forskning, holdet fandt også flere tilfælde af ligevægtstilstande, der var resultatet af bevægelsen af ​​skiverne mod hinanden, et fund, der kunne føre til en metode til at bruge HOPG-materialer som switches i en hukommelsesenhed. Som Liechti bemærker, forskerne har fundet frem til en bedre måde at måle friktion med sådan materialeanvendelse og med lagdelte materialer i nanoskala generelt, hvilket kan være med til at bane vejen for deres brug i fremtidige enheder i nanoskala.

© 2015 Phys.org