【摘 要】
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在二维过渡金属硫族化合物的生产和转移过程中,缺陷的存在往往是难以避免的。因此,缺陷对其表面摩擦性能的影响也受到了人们广泛的关注。近年来,以石墨烯为主的二维材料纳米尺度摩擦的研究得到了很大的进展,研究人员发现二维材料的摩擦性能很容易受材料形貌、化学结构、分子缺陷等影响。故此本文主要研究低能Ar离子束轰击对多层和双层WS_2表面进行改性,进而研究轰击后多层与双层WS_2表面摩擦学行为以及退火温度对含缺
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在二维过渡金属硫族化合物的生产和转移过程中,缺陷的存在往往是难以避免的。因此,缺陷对其表面摩擦性能的影响也受到了人们广泛的关注。近年来,以石墨烯为主的二维材料纳米尺度摩擦的研究得到了很大的进展,研究人员发现二维材料的摩擦性能很容易受材料形貌、化学结构、分子缺陷等影响。故此本文主要研究低能Ar离子束轰击对多层和双层WS2表面进行改性,进而研究轰击后多层与双层WS2表面摩擦学行为以及退火温度对含缺陷表面摩擦学行为的影响。其研究结果如下:（1）未经轰击双层和多层WS2,摩擦力、摩擦系数具有层数依赖性,即随着层数的增加而逐渐减小;经低能量（30-400eV）Ar+轰击后,摩擦力、摩擦系数均不具有层数依赖性,表现出同样的趋势,即均随着轰击能量增加而增大（30-70eV）,最后趋于稳定（100-400eV）,摩擦系数与轰击能量呈线性关系。这里摩擦力增大的原因可能是,当离子能量高于最小穿透能时,S原子最先被激发出去,在表面产生少量的S原子空位,使摩擦力增加;随着能量进一步增大,原子空位逐渐扩大,进而表面引入了更多的缺陷,故摩擦力逐渐增大;（2）轰击后双层、多层表面都出现不同程度的损伤,随着能量的增大,表面存在的缺陷越来越多,导致摩擦力逐渐增大且双层的能量域值（70eV）比多层的高（100eV）,这是由于层数越薄,范德华力越弱,表面破坏越容易,在表面更容易引入缺陷,故双层二硫化钨在低能的情况下更容易导致摩擦力增大。（3）未处理的多层与双层二硫化钨经过350℃、500℃退火后,摩擦力、摩擦系数有明显降低,这里降低的原因可能是表面去除了一些有机物分子;（4）对于含缺陷的多层与双层样品经过温度为350℃、500℃退火后,随着退火温度的升高,摩擦力逐渐增大,说明温度对缺陷的修复作用很小,温度太高,会加剧含缺陷的二硫化钨表面改性,使得摩擦力增加,最终导致摩擦失效。
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