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二维FrenkelKontor省略va模型中六角对称结构的摩擦现象贾汝娟
物理学报 Acta Phys. Sin. Vol. 62, No. 6 (2013) 068104 二维Frenkel-Kontorova 模型中六角对称结构的 摩擦现象* 1 1 1 1 2 13† 贾汝娟 王苍龙 杨阳 苟学强 陈建敏 段文山 1) ( 西北师范大学物理与电子工程学院, 西北师范大学与中国科学院近代物理研究所极端环境原子分子物理实验室, 兰州 730070 ) 2) ( 中国科学院兰州化学物理研究所, 固体润滑国家重点实验室, 兰州 730000 ) 3) ( 甘肃省原子分子物理与功能材料重点实验室, 兰州 730070 ) ( 2012 年10 月7 日收到; 2012 年11 月5 日收到修改稿) 基于二维Frenkel-Kontorova 模型, 运用分子动力学模拟方法, 研究了具有六角对称结构的系统从locked 态到 sliding 态的相变, 并数值分析了上层原子采用六角对称结构时, 系统的不同参数对静摩擦力Fs 和动摩擦力Fc 的 影响. 关键词: 二维Frenkel-Kontorova 模型, 超润滑, 分子动力学, 摩擦 PACS: 81.40.Pq, 68.35.Af, 83.10.Rs DOI: 10.7498/aps.62.068104 产生超润滑92223 . 这些结果和超导电性24−27 中 1 引言 发现的结果相似, 这就促使了进一步的理论研究, 对摩擦力产生的微观机理的认识, 对生物医学和工 凝聚态物理中有许多非线性现象都可以用一 程材料的巧妙设计具有理论指导作用212829 . 30 3132 基于以上提到的理论 和实验 研究, 我 个处于周期外势的原子链来描述, 这就是著名的 1 们讨论了二维FK 模型, 基底势采用周期性六角对 Frenkel-Kontorova (FK) 模型 . FK 模型在研究非 平衡性质及其他物理领域, 特别是在凝聚态物理 称结构, 系统从locked 到sliding 态的相变. 运用分 23 子动力学模拟方法3334 , 可以得到, 随着外驱动力 中被广泛应用, 如在超导体中的旋涡晶格 、电 4 5 67 的增加, 在某一临界力处, 系统开始运动, 原子的运 荷密度波 (CDW) 、胶体 、热传导 、公度 动方向和外驱动力的方向不同. 随着外驱动力的进 - 不公度(CI) 相变 8−10 等等, 尤其是对固体摩擦 一步增加, 在另一临界力处, 原子开始在外驱动力 现象11−13 . FK 模型越来越多地受到研究者们的关 的方向上运动. 我们将这两个临界力分别定义为最 注, 因为它作为深入研究纳米摩擦学领域复杂问题 大静摩擦力和动摩擦力, 为了更清楚地研究这两个 14 的一种理论
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