電気通信大学量子・物質工学科Department of Applied Physics and Chemistry, University of Electro-Communications ◇ 〒182-8585 東京都調布市調布ヶ丘1-5-1
摩擦は最も身近な物理現象のひとつです。近年の測定技術の進歩と計算機の発達により，原子スケールでは古典的な摩擦法則はもはや成り立たないことが示されました。しかし，摩擦起源やメカニズムはあまり良く理解されていません。私たちは，メゾ多孔体ヘクトライトに超音波測定を行うことで0.1–20 Kの極低温領域でヘリウム単原子膜のすべり摩擦の研究を行ってきました。その結果，ある温度以下ですべり摩擦が急激に小さくなり，ヘリウム単原子膜が基板振動に応答しない現象を観測しました。このすべり摩擦の温度依存性は熱緩和過程によって良く説明されます。比熱測定との比較から，単原子膜中の熱励起が重要な役割を果たしており，膜と基板表面間のすべり摩擦は熱的な格子欠陥が関係していると，私たちは考えています。
Friction is a common force, but is poorly understood from a microscopic point of view. Experimental observations of atomic-scale friction were reported using newly developed techniques, and a peculiar friction nature which is different from the bulk-scale, has been observed. We studied the sliding friction of helium monolayer films at 0.1～20 K by ultrasound measurements for a 2D mesoporous hectorite. The films, which move together with the vibrating substrate above ～10 K, slipped and underwent decoupling from this substrate at low temperatures. The temperature dependence of the sliding friction of the films was well described by the thermally activated process. From comparison of the activation energy to the specific heat, it is suggested that the thermal excitations of the films play an important role in the friction of this system.
Key words: Sliding Friction; Helium film; Hectorite; Ultrasound; Nanotribology
© 1999 ゼオライト学会© 1999 Japan Association of Zeolite
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