非接觸銅-鋁納米薄膜相互作用特性的分子動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、近年來(lái)隨著微/納米技術(shù)的不斷發(fā)展，微/納器件的運(yùn)用越來(lái)越廣泛。由于尺度效應(yīng)的存在，當(dāng)器件的尺寸縮小到微米或者納米量級(jí)時(shí)，許多宏觀條件下的物理量都會(huì)發(fā)生很大的變化，表現(xiàn)出微觀尺度下特有的現(xiàn)象和規(guī)律。一些宏觀條件下可以被忽略的力比如范德華力和Casimir力在微/納系統(tǒng)中卻顯得非常重要，在這些力的作用下，微/納器件很容易發(fā)生粘附以及摩擦磨損現(xiàn)象，探索微尺度下界面之間的作用機(jī)制以及能量耗散模式，對(duì)于提高微/納器件的穩(wěn)定性和使用壽命有著重要的指

2、導(dǎo)意義。
　　 本文利用分子動(dòng)力學(xué)方法模擬了非接觸銅-鋁納米薄膜之間的相互作用特性，取得了一些有益的結(jié)果:
　　 首先，在分子動(dòng)力學(xué)軟件中建立非接觸銅-鋁納米薄膜模型，研究了兩薄膜相對(duì)接近時(shí)距離、溫度、表面形貌和相對(duì)接近速度對(duì)相互作用能的影響。模擬結(jié)果顯示，當(dāng)銅-鋁納米薄膜的間距從15(A)逐漸運(yùn)動(dòng)到7(A)時(shí)，兩薄膜間的相互作用強(qiáng)度幾乎保持不變。隨著相對(duì)運(yùn)動(dòng)的繼續(xù)，當(dāng)間距小于7(A)時(shí)，相互作用強(qiáng)度迅速增加，7(A)是

3、兩薄膜相互作用強(qiáng)度發(fā)生明顯變化的臨界值。另外，薄膜間的相互作用強(qiáng)度隨著溫度的升高而增大;研究還發(fā)現(xiàn)溫度為298K時(shí)不同的表面形貌對(duì)作用的結(jié)果也有影響，表面形貌為矩形時(shí)比表面形貌為三角形時(shí)結(jié)果要高;最后得到兩薄膜之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度對(duì)相互作用強(qiáng)度幾乎沒(méi)有影響。
　　 其次，研究了非接觸銅-鋁納米薄膜相對(duì)側(cè)向位移從0(A)增加到50(A)時(shí)溫度、作用間距、表面形貌和表面粗糙度對(duì)相互作用能的影響。結(jié)果表明，相互作用強(qiáng)度隨溫度的增加而增大，