滑动表面之间的摩擦现象非常普遍,在我们的日常生活和工业生产过程中扮演重要角色。随着纳机电器件规模的减小,摩擦现象变得复杂,摩擦力也变得越来越重要。原子尺度的摩擦规律显著区别于宏观尺度的摩擦规律,目前对微观或纳米尺度的摩擦耗散机制的解释尚不完善。深入研究原子尺度摩擦行为,不仅具有重要的工业应用价值,也是重要的科学问题。由于多壁碳纳米管的管壁之间可能存在超低摩擦,国内外相关研究人员对纳机电运动控制的设计及应用研究十分重视,并开展了大量工作。石墨烯因其独特的二维稳定结构和优异性质,被认为是研究原子尺度摩擦规律的理想材料。清楚地认识石墨烯摩擦特性,可为石墨烯基微/纳机电系统设计提供理论指导。在本文中,我们重点围绕基于石墨或碳纳米管的范德华型纳米振荡器,研究了在周期性简谐驱动力作用下实现稳定振动的条件。计算和分析了纳米振子的操作特性。研究结果表明,通过选择合适的驱动振幅和频率,能够实现纳机电系统的持久稳定振动。该方法对于进一步研究基于石墨或多壁碳纳米管的纳机电系统的设计有重要的参考价值,为实现超润滑在微/纳机电系统中的应用提供了一种简易可行的途径。利用数值计算方法研究了两个石墨烯圆盘的层间滑动行为。分析了上、下层石墨烯盘间失配角、平动位移和层间距离对势能、横向力和扭矩的影响。结果发现,系统处于公度态时上层石墨烯盘的扭矩很小,但由于横向力扰动明显,很难实现超润滑。对应非公度状态,石墨烯盘沿某些方向运动时所受的扭矩接近于零,易实现超润滑。无论是公度还是非公度接触,横向力的幅度均与实验结果在数量级上一致。我们探讨了如何对石墨烯盘进行适当的操作以实现石墨烯盘的超润滑运动。通过基于双质量—双弹簧模型的等效耦合振子模型分析了摩擦力显微镜(FFM)的针尖在样品表面移动时的动力学过程,用线性响应理论计算了功率耗散谱,发现当相对滑移速度达到一定值时存在共振耗散。改进了FK模型,在此基础上分析了摩擦过程中的能量转换,得出了主要由声子激发引起的能量耗散结论,发现微纳尺度的物体作相对滑移时距离与初速度存在反常依赖关系。还探讨了一维原子链的滑动距离对原子链的尺寸及原子链与衬底之间的耦合强度的依赖。研究结果将为建立能量转换及耗散机制提供理论基础。