通过碳原子修饰调控六方氮化硼的电子结构：一种降低滑动摩擦的可行策略

摘要： 本质上，二维（2D）层状材料的层间相互作用占主导地位，因此通过改变电子构型来调控层间相互作用有望降低层间滑动摩擦。本文采用密度泛函理论（DFT）计算，报道了一种通过引入碳元素改变六方氮化硼电子结构从而有效降低双层六方氮化硼层间滑动摩擦的方法。研究结果表明：沿滑动路径的势能波动随载荷增加而增大，这是由载荷变化导致滑动路径上层间相互作用程度差异引起的；同时我们发现，在BN/BN双层中，碳原子占据B位或N位能不同程度地促进层间电荷转移（B位效果优于N位），进而降低层间滑动路径上的能垒。