一种超滑结构的滑移面状态控制方法和超滑器件结构与流程

本申请涉及超滑材料，尤其涉及一种超滑结构的滑移面状态控制方法和超滑器件结构。

背景技术：

1、二维材料，如石墨烯、氮化硼、二硫化钼、二硫化钨等，其载流子迁移和热量扩散都被限制在二维平面内，使得这种材料展现出许多奇特的性质，成为研究的热点。利用部分微米级别的二维材料在层间剪切后仍能自发地回复到原来的位置的性质发展了结构超滑技术。

2、在现有制备超滑结构的过程中，对微米尺度的超滑结构的滑移面进行公度接触状态下解锁过程，是一个非常重要的步骤。根据结构超滑原理，超滑结构的滑块与基底之间滑移面可在处于非公度接触状态下，表现出极低摩擦和几乎零磨损的超滑特性，而在滑移面处于公度接触状态下，又表现出极大的摩擦阻力，使得滑块需要至少0.1gpa的横向剪切强度，才能实现滑移面由公度接触状态到非公度状态的切换。然而，现有的操作技术通常是通过直接施加横向剪切力的方式，将超滑结构的超滑面由公度接触状态强行解离公度界面，直接施加横向剪切力的方式虽然可以将超滑结构的滑移面强行解离至小角度地非公度接触状态，但此状态下的滑块在移动或振动时易出现的随机小角度旋转，使滑移面重新回到公度接触状态。

3、因此，如何提供一种超滑结构的滑移面状态控制方法和超滑器件结构，能够快速实现超滑结构的滑移面自公度接触状态向非公度接触状态的状态转换，并提高滑移面在实现非公度接触状态转换后的状态稳定性，已成为本领域技术人员研究的重点。

技术实现思路

1、本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

2、为此，本申请的第一个目的在于提出一种超滑结构的滑移面状态控制方法和超滑器件结构，以在实现超滑结构的滑移面自公度接触状态向非公度接触状态的进行状态转换时，提高提高滑移面的转换效率，以及滑移面在实现非公度接触状态转换后的状态稳定性。

3、为达上述目的，本申请第一方面实施例提出了一种超滑结构的滑移面状态控制方法，包括：

4、提供超滑结构，所述超滑结构包括超滑滑块和超滑基底，所述超滑滑块与所述超滑基底的接触面为滑移面；

5、于所述超滑滑块上施加一扭矩，使所述超滑滑块在所述扭矩的驱动下沿预设转轴开始相对于所述超滑基底旋转。

6、在一种可能的实施方案中，所述于所述超滑滑块上施加一扭矩的步骤包括：

7、提供第一探针和第二探针；

8、将所述第一探针的针尖与所述超滑滑块的上表面的第一端接触，并施加一第一正压力；

9、将所述第二探针的针尖与所述超滑滑块的上表面的第二端接触，并施加一第二正压力，

10、沿水平方向移动所述第二探针，形成驱动所述超滑滑块相对于所述超滑基底转动的扭矩。

11、在一种可能的实施方案中，所述第一正压力和所述第二正压力的施力方向相同，且垂直于所述滑移面；所述第一正压力小于所述第二正压力。

12、在一种可能的实施方案中，所述第一正压力介于100μn～500μn之间，所述第二正压力介于100μn～300μn之间。

13、在一种可能的实施方案中，所述第一端和第二端分别位于所述超滑滑块的上表面的斜对角位置，所述超滑滑块在所述扭矩的作用下以所述第一端为转轴相对于超滑基底转动。

14、在一种可能的实施方案中，所述超滑滑块与所述超滑基底为一体式结构。

15、在一种可能的实施方案中，所述超滑结构由一整块能够实现结构超滑的二维层状材料加工图案化而成，包括石墨岛、二硫化铌岛以及二硫化钽岛中的任意一种。

16、在一种可能的实施方案中，所述超滑结构为石墨岛，所述超滑滑块相对于所述超滑基底转动的预设角度范围介于15°～45°之间。

17、为达上述目的，本申请第二方面实施例提出了一种超滑器件结构，所述超滑器件结构包括超滑结构，第一控制端头和第二控制端头；其中，所述超滑结构包括超滑滑块和超滑基底，所述超滑滑块与所述超滑基底的接触面为滑移面；

18、所述超滑器件结构被配置为在所述第一控制端头和所述第二控制端头分别与所述超滑滑块的上表面抵接时，水平移动所述第二控制端头，能够驱动所述超滑滑块相对于所述超滑基底转动，使所述滑移面在公度接触状态和非公度状态之间切换。

19、在一种可能的实施方案中，所述超滑器件结构包括滑动mems制动器或mems力学开关。

20、本申请提供的超滑结构的滑移面状态控制方法和超滑器件结构至少包括如下有益效果：

21、本申请提供了一种超滑结构的滑移面状态控制方法和超滑器件结构。该控制方法包括提供超滑结构，再对超滑结构施加一扭矩，其中，超滑结构包括超滑滑块和超滑基底。通过直接对超滑滑块施加扭矩的方式，使超滑滑块能够在扭矩的驱动下相对于超滑基底进行转动，不仅实现了滑移面自公度接触状态到非公度接触状态的快速切换，还能够使滑移面以大失配角度远离公度接触状态，提高了滑移面在非公度接触状态下的稳定性。

22、进一步地，本申请所述的控制方法还包括提供第一探针和第二探针，通过第一探针和第二探针相结合的方式对超滑滑块施加扭矩，不仅可以降低探针对超滑滑块所造成的应力损伤，还能够提高滑移面自公度接触状态到非公度接触状态的转换效率。

23、本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

技术特征：

1.一种超滑结构的滑移面接触状态控制方法，其特征在于，包括步骤：

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述于所述超滑滑块上施加一扭矩的步骤包括：

3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述第一正压力和所述第二正压力的施力方向相同，且垂直于所述滑移面；所述第一正压力小于所述第二正压力。

4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述第一正压力介于100μn～500μn之间，所述第二正压力介于100μn～300μn之间。

5.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述第一端和第二端分别位于所述超滑滑块的上表面的斜对角位置，所述超滑滑块在所述扭矩的作用下以所述第一端为转轴相对于超滑基底转动。

6.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述超滑滑块与所述超滑基底为一体式结构。

7.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述超滑结构由一整块能够实现结构超滑的二维层状材料加工图案化而成，包括石墨岛、二硫化铌岛以及二硫化钽岛中的任意一种。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述超滑结构为石墨岛，所述超滑滑块相对于所述超滑基底转动的预设角度范围介于15°～45°之间。

9.一种超滑器件结构，其特征在于，包括超滑结构，第一控制端头和第二控制端头；其中，所述超滑结构包括超滑滑块和超滑基底，所述超滑滑块与所述超滑基底的接触面为滑移面；

10.根据权利要求9所述的超滑器件结构，其特征在于，所述超滑器件结构包括滑动mems制动器或mems力学开关。

技术总结
综上所述，本申请提供了一种超滑结构的滑移面状态控制方法和超滑器件结构。该控制方法包括提供超滑结构，再对超滑结构施加一扭矩，其中，超滑结构包括超滑滑块和超滑基底。通过直接对超滑滑块施加扭矩的方式，使超滑滑块能够在扭矩的驱动下相对于超滑基底进行转动，不仅实现了滑移面自公度接触状态到非公度接触状态的快速切换，还能够使滑移面以大失配角度远离公度接触状态，提高了滑移面在非公度接触状态下的稳定性。

技术研发人员：吴铁林,陈伟鹏,吴章辉,吉天然,马明,郑泉水
受?；さ募际跏褂谜撸?/b>深圳清力技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/22