論文の概要: Strong Repulsive Lifshitz-van der Waals Forces on Suspended Graphene
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.07384v1
- Date: Tue, 11 Jun 2024 15:50:43 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-12 15:15:04.843480
- Title: Strong Repulsive Lifshitz-van der Waals Forces on Suspended Graphene
- Title（参考訳）: 懸濁グラフェンに作用する強反発性リフシッツバン
- Authors: Gianluca Vagli, Tian Tian, Franzisca Naef, Hiroaki Jinno, Kemal Celebi, Elton J. G. Santos, Chih-Jen Shih,
- Abstract要約: 原子間力顕微鏡による懸濁グラフェンのLifshitz-vdW反発率の直接測定を行った。
以上の結果から, 懸濁2次元材料は内因的に反発面であり, 湿潤性は著しく低下したことが示唆された。
増幅された Lifshitz-vdW は、分子の活性化や制御された原子組立のような技術的機会を提供することができた。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.8936260846385442
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: Understanding surface forces of two-dimensional (2D) materials is of fundamental importance as they govern molecular dynamics and atomic deposition in nanoscale proximity. Despite recent observations in wetting transparency and remote epitaxy on substrate-supported graphene, very little is known about the many-body effects on their van der Waals (vdW) interactions, such as the role of surrounding vacuum in wettability of suspended 2D monolayers. Here we report on a stark repulsive Lifshitz-van der Waals (vdW) force generated at surfaces of suspended 2D materials, arising from quantum fluctuation coupled with the atomic thickness and birefringence of 2D monolayer. In combination with our theoretical framework taking into account the many-body Lifshitz formulism, we present direct measurement of Lifshitz-vdW repulsion on suspended graphene using atomic force microscopy. We report a repulsive force of up to 1.4 kN/m$^2$ at a separation of 8.8 nm between a gold-coated AFM tip and a sheet of suspended graphene, more than two orders of magnitude greater than the Casimir-Lifshitz repulsion demonstrated in fluids. Our findings suggest that suspended 2D materials are intrinsically repulsive surfaces with substantially lowered wettability. The amplified Lifshitz-vdW repulsion could offer technological opportunities such as molecular actuation and controlled atomic assembly.
- Abstract（参考訳）: 2次元(2次元)材料の表面力を理解することは、ナノスケールに近い分子動力学と原子沈着を管理するため、基本的な重要性である。
基板担持グラフェン上での湿潤透過性と遠隔エピタキシーの最近の観察にもかかわらず、懸濁した2次元単分子膜の濡れ性における周囲真空の役割など、ファンデルワールス(vdW)相互作用に対する多体効果についてはほとんど分かっていない。
ここでは, 原子の厚さと2次元単分子膜の複屈折に結合した量子揺らぎから生じる, 懸濁2次元材料の表面に発生するスターク反発性Lifshitz-van der Waals (vdW) 力について報告する。
我々は,多体リフシッツフォーミュリズムを考慮した理論的枠組みと組み合わせて,原子間力顕微鏡による懸濁グラフェンに対するリフシッツ-vdW反発の直接測定を行った。
流体中におけるカシミール・リフシッツ反発よりも2桁以上大きい,金めっきAFM先端と懸濁グラフェンシートとの8.8nmの分離で1.4kN/m$^2$の反発力を報告した。
以上の結果から, 懸濁液2D材料は内因的に反発性表面であり, 湿潤性は著しく低下したことが示唆された。
増幅された Lifshitz-vdW は、分子の活性化や制御された原子組立のような技術的機会を提供することができた。
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