Theoretische Modellierung atomarer Reibungsphänomene: Nanotribologie des Rasterkraftmikroskops

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Gegenstand des Projektes sind Reibungsphänomene zwischen der Spitze eines Rasterkraftmikroskops und einer atomar ebenen Substratoberfläche. Ziel ist die theoretische Modellierung, Interpretation und Voraussage experimenteller Beobachtungen. Aus der quantitativen Abhängigkeit der Reibungskraft von der Geschwindigkeit, der Normalkraft und eventuell der Temperatur sollen neue Einsichten einerseits in die spezifischen molekularen Eigenschaften des untersuchten Substrats und andererseits in allgemeine mikroskopische Prinzipien atomarer Festkörperreibung gewonnen werden. Speziell soll der kürzlich experimentell beobachtete Effekt der sog. Superlubrizität theoretisch analysiert werden. Dabei wird die Reibungskraft bei endlicher Geschwindigkeit und Normalkraft unmessbar klein. Es soll versucht werden, diesen Übergang mittels eines charakteristischen Exponenten zu beschreiben, der die Rolle thermischer Fluktuationseffekte quantifiziert. En weiteres Ziel ist die Verbesserung der theoretischen Modellbildung und eine optimierte Ausnutzung der in den Messdaten enthaltenen Information.