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Lattice-resolved frictional pattern probed by tailored carbon nanotubes

机译：量身定制的碳纳米管探测的晶格分辨摩擦模式

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In this study, we demonstrate a high-resolution friction profiling technique using synchronous atomic/lateral force microscopy (AFM/LFM). The atomic resolution is achieved by our special carbon nanotube (CNT) probes made via in situ tailoring and manipulation inside an ultra-high vacuum transmission electron microscope (UHV TEM). The frictional pattern mapped on graphite displays a periodic distribution similar to the atomic (0001)-oriented graphite lattice structure. Furthermore, the electrothermal process in the UHV TEM renders a graphite-capped CNT tip, which delivers the nanotribology study within two graphite layers by the LFM measurement on graphite. The synchronous AFM and LFM images can discern a spatial shift between the atomic points and local friction maxima. We further interpret this shift as caused by the lattice distortion, which in turn induces irreversible energy dissipation. We believe this is the origin of atomic friction on the sub-nanonewton scale.
机译：在这项研究中，我们展示了使用同步原子/侧向力显微镜（AFM / LFM）的高分辨率摩擦轮廓分析技术。原子分辨率是通过我们的特殊碳纳米管（CNT）探针实现的，该探针通过在超高真空透射电子显微镜（UHV TEM）内进行原位剪裁和处理制成。映射在石墨上的摩擦图案显示出类似于原子（0001）取向的石墨晶格结构的周期性分布。此外，UHV TEM中的电热过程产生了一个石墨覆盖的CNT尖端，该尖端通过对LFM的石墨测量在两个石墨层中进行了纳米摩擦学研究。同步的AFM和LFM图像可以识别原子点和局部摩擦最大值之间的空间偏移。我们进一步将这种位移解释为由晶格畸变引起，而晶格畸变又引起不可逆的能量耗散。我们认为，这是亚纳米牛顿级原子摩擦的起源。

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