微纳制造技术的快速发展推动着微电子机械系统（MEMS）转向微型化、智能化和集成化。由于尺寸减小，表面效应增强，粘着、纳米摩擦和磨损等问题严重影响着MEMS的可靠性和耐久性。通过表面改性，在微纳器件表面涂覆/沉积具有良好机械性能及化学稳定性的薄膜，成为提高微构件系统稳定性的有效手段。石墨烯具有优异的力学性能和结构刚性，同时具有低摩擦以及良好的化学稳定性，有望作为纳米润滑材料构筑石墨烯基纳米复合润滑薄膜。本论文针对微纳机械系统存在的粘着、摩擦和磨损问题，采用自组装、旋涂的方法在硅基底上制备了一系列氧化石墨烯基多层复合薄膜，研究了不同薄膜的摩擦学行为，探讨了薄膜微观结构对摩擦学性能的影响。研究发现，采用不同尺寸碳材料制备的氧化石墨烯基复合多层薄膜较单组分的石墨烯薄膜具有更高的承载力及耐磨寿命。其中，氧化石墨烯纳米片有效地提高了材料的承载能力和抗磨性能。同时，碳量子点有助于形成坚韧的摩擦膜并提高了润滑性能。此外，摩擦诱导的原位结构转变使得部分氧化石墨烯在滑动界面上转化为石墨烯，有利于实现稳定的低摩擦。该类薄膜有望提高MEMS等硅基微纳米器件的耐久性和稳定性。
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