研究發現納米級摩擦效應可致電荷密度波附近能量高損

　　據物理學家組織網近日報道，由瑞士巴塞爾大學和英國華威大學、里雅斯特國際理論物理中心(ICTP)等研究機構組成的一個國際研究團隊，觀察到在電荷密度波附近的摩擦作用會引起較強的能量損失。這對于納米級摩擦的控制可能具有實際意義，特別是作為摩擦效應或可被調制為距離和電壓的一個函數。該研究成果已發表在科學期刊《自然·材料》上。

　　摩擦往往被視為導致磨損和造成能量損失的一種不良現象。然而，反過來，過少的摩擦又可能是一個缺點，例如，在結冰的表面上行駛或在潮濕的路面上駕駛。因此，對摩擦作用的認識是非常重要的，特別在納米技術的領域當中，摩擦在納米尺度下必須得到控制。這項新研究將有助于更好地理解在微觀層面摩擦是如何工作的。

　　在實驗中，巴塞爾大學實驗物理學恩斯特·邁爾教授帶領研究團隊，在鈮和硒原子層狀結構的表面上振蕩原子力顯微鏡納米尺寸的尖端。他們選擇該組合是由于其獨特的電學性質，特別是在極低溫度下形成的電荷密度波，即電子不再均勻地分布在一種金屬里，而是在高、低范圍之間形成電子密度的波動區域。

　　他們在這些電荷密度波的周邊和原子力顯微鏡的尖端之間，甚至在幾個原子直徑相對較大的距離記錄到非常高的能量損失。邁爾說：“能量跌幅是如此之大，似乎針尖突然陷入了一種黏稠的液體之中。”

　　因為電荷密度波不發生在較高的溫度下，該研究小組只在溫度低于203℃的情況下觀察到這種能量損失，所以該研究可作為解釋探頭尖端和電荷密度波之間摩擦力能量損失的證據。

　　該理論模型表明，高能量損耗是由電荷密度波里一系列局部的相移引起的。這一新發現的現象可能在納米技術領域具有實際意義，特別是作為摩擦效應可以被調制為距離和電壓的一個函數。