利用STM研究Ag粒子在Si(111)7×7重构表面的生长

利用超高真空扫描隧道显微镜(UHV STM)研究了室温条件下沉积在Si(111)7×7重构表面不同覆盖度的Ag粒子.实验结果表明,低覆盖度时的Ag粒子主要有A、B两种类型,其中A型Ag粒子呈环状结构,最小的A型Ag粒子由3个Ag原子组成;而B型Ag粒子则是由两层Ag原子构成.高覆盖度时Ag粒子的生长过程为层岛混合生长(Stranski-Krastanov)模式.本文还研究了不同蒸发速率对Ag原子成核的影响,发现在高蒸发速率条件下Ag原子在Si(111)7×7重构表面更容易成核.     

躺在石墨表面上的碳纳米管

用扫描隧道显微镜(STM)测试分析了高定向石墨(HOPG)表面的碳纳米管.在大气中室温下获得了碳纳米管原子结构，测量了碳管的I-V特性.结果表明，STM观察到的一般情况下的碳管容易呈簇集状态，与透射电镜(TEM)观察到的碳纳米管一致；在稀释和超声之后，STM观察到大量的单根碳管.作者认为产生这种差别的原因，和碳管的疏水亲近效应强弱有关.     

STM碳纳米管针尖的研究

合成和提纯了单壁碳纳米管（SWCNTs)。使用水溶胶体,SWCNTs被组装在钨（W）针尖上,它可以用作扫描隧道显微镜（STM）的针尖,得到高定向石墨（HOPG）和金（Au)膜表面的原子分辨像,用场发射显微镜（FEM）研究了SWCNTs的场发射特性,得到了原子分辨的场发射图,与计算的（9,9）扶手椅型的SWCNT结构相一致,研究了SWCNTs的电学特性,观察到了负阻特性。     

场离子显微镜观测单壁碳纳米管

场离子显微镜是具有原子级分辨能力的尖端表面分析工具.它适用于纳米尺度的单壁碳纳米管(SWCNTs)末端表面原子排列的观测.利用范氏力将SWCNTs组装到钨针尖上,用场离子显微镜观察了这种针尖样品.在观察过程中对针尖样品进行了加热处理,既除掉非晶的C原子,也破坏了由于碳纳米管切割制造过程使用表面活化剂引起的高电阻层,得到了开口SWCNTs的场离子显微镜像,由此推断出SWCNTs束的顶端原子结构,估算出观察到的SWCNTs的直径,并且模拟了其中一个图像所代表的SWCNTs顶端开口的原子排列,推断出产生这个图像的SWCNTs是(7,7)型结构.     

One-dimensional chains of gold clusters on the surface of highly oriented pyrolytic graphite

We have investigated the growth of gold nanoclusters on the surface of highly oriented py-rolytic graphite in uitrahigh vacuum. Studies of ultrahigh vacuum scanning tunneling microscopy revealed that the size distribution of gold clusters was very narrow and quasi-one-dimensional chains of gold nanoclusters of approximately 2 nm diameter were produced after being annealed at 74℃. Unlike the results obtained by previous workers, these chains of gold clusters were not formed along steps on the substrate surface, and some of them could even go across monoatomic steps. The orientation of chains of gold clusters was also dependent on the size of gold nanoclusters. These results suggest the viability of a new route to the creation of ordered nanoscale structures.     

硅纳米线的固-液-固热生长及升温特性研究

该文报道一种直接在硅片上热生长硅纳米线的新方法。与传统的VLS生长机制不同,该方法在生长硅纳米线的过程中没有引入任何气态或液态硅源.是一种全新的固液固(SLS)生长机制。实验中使用了Ni,Au等金属作为催化剂,由Ar,H2等作为载流气体.系统压强为2.5104Pa,生长温度为950-1000℃.生长出的硅纳米线表面光滑,呈纯非晶态,直径为10-40 nm,长度可达数十微米,升温特性对硅纳米线SLS热生长起重要作用。研究了各项实验参数(包括气氛压强,加热温度及加热时间等)对硅纳米线生长的影响。     

利用扫描力显微镜测量表面静电势

该文论述了利用扫描力显微镜测量表面静电势的工作原理,并给出了不同类型扫描静电势显微镜的框图,以及利用它得到的一些实验结果。     

薄膜形成的一种新理论

目前的理论还不能解释较多的薄膜形成的各种现象。在前文“原子团、超微粒子及其功能薄膜”的基础上,针对单个粒子的毛细作用理论加以推广,提出在单位基底表面上沉积外来原子所形成的成核和生长的统计热力学理论。它能较好地讨论成核生长和外延生长的物理条件,推导出有关公式;讨论的结论与文献积累的实验结果定性相符,能使有关现象得到解释。但薄膜的形成问题极其复杂,有关材料和工艺问题都有待深入研究。     

用STM在Si(111)7×7表面进行“有序移植”

我们用ＳＴＭ在低压大电流条件下对Ｓｉ（１１１）７×７表面进行了原子操纵研究，这种方法即可从表面提出原子而形成沟槽结构，又可将提出的原子重新植入样品表面形成一维凸起，在样品表面形成有序排列，从而成功地实现了对原子群体的“有序移植”