硅表面金属纳米线的形成机理研究

　　硅作为最基本的半导体材料，硅半导体表面结构以及表面吸附原子在硅表面上的自组装研究是理论和实验科学工作者长期以来共同关注的重要课题之一。实验方面一维金属元素Bi,Sb等二聚物(dimer)直链在Si(100)表面以及一维Co原子线在Pd表面的制备获得成功。这些新型金属、半导体纳米线为制备构筑纳米光电子与分子器件的结构单元提供了重要技术支持。

物理所王建涛副研究员、王恩哥研究员、王鼎盛研究员及其合作者日本东北大学金属材料研究所川添教授、水关教授、九州工业大学内藤教授、西垣教授近年来系统地研究了半导体Si（001）表面Bi纳米线的结构稳定性 [Physical Review B 67，193307 (2003)]。最近他们又系统地研究了第V族元素(Bi,Sb)在Si表面上形成“5-7-5 double-core odd-membered ring” 纳米线的机理，提出了“Dynamic Ad-Dimer Twisting Assisted Nanowire Self-Assembly” 新模型，揭示了表面吸附原子(活性剂)和衬底之间的反应机制。这一成果为在半导体硅表面上制备金属纳米线提供了理论支持，对理解硅表面结构及有关物性具有广泛的科学意义。有关成果发表在2005年6月10日出版的Physical Review Letters 94, 226103 (2005)上。

该工作得到了国家自然科学基金、人事部留学回国人员择优资助项目和教育部留学人员启动金的支持。