近期，我院計算凝聚态物理組在二維層狀材料負微分摩擦的産生機理取得新進展，相關成果“Negative differential friction in van der Waals layered materials: The role of interlayer quasibonding repulsion”發表在《Physical Review B》(2024, 109, 075431)，碩士研究生李新雨為第一作者，石興強教授和王江龍教授為通訊作者。
負微分摩擦，即滑移勢壘随着負載的增加而減小，它不遵循經典的達·芬奇-阿蒙頓摩擦定律，近年來引起了人們的廣泛關注，在材料和器件摩擦學以及微納結構設計中具有重要的應用。雖然已有不少工作對二維材料的負微分摩擦進行了研究，但對其普适原理仍缺少認識。我們從二維材料普遍存在的層間準鍵相互作用出發，利用密度泛函理論計算結合層間軌道相互作用分析了一些典型二維材料(H-stacking MoS2、R-stacking MoS2,h-BN和石墨烯)的滑移勢壘随負載的變化關系，由于層間準鍵排斥和倫敦色散力吸引與層間距有着不同的依賴關系，當層間準鍵排斥引起的勢壘減小大于層間色散力引起的勢壘增加時有利用于出現負微分摩擦。這一研究有助于從新的視角理解二維材料的負微分摩擦産生機理以及超低摩擦系數材料的探索和設計。
以上工作得到了國家自然科學基金、河北省自然科學基金、BETVLCTOR伟德官方网站高層次引進人才項目、BETVLCTOR伟德官方网站科研創新團隊項目、河大超算等的資助和支持。
文章鍊接：https://doi.org/10.1103/PhysRevB.109.075431
