论文部分内容阅读
高指数的Si(5512)和Si(7717)表面因其潜在的应用价值而倍受关注。由于Si(5512)-2×1和Si(7717)-2×1表面具有周期性排状原子结构,它们可作为一维金属纳米线自组装的模板。在硅表面生长金属纳米线过程中,沉积在硅表面的金属原子的扩散过程具有相当的重要性。但由于金属吸附原子在硅表面的扩散往往在极短的时间内完成,各种实验观察设备很难反映沉积原子的动态扩散过程,只能从实验结果定性地分析出扩散机制。近年来,随着计算机运算速度的不断加快,人们开始采用计算机模拟方法来研究表面低维结构的生长现象。目前,用蒙特卡罗模拟硅表面纳米线自组装过程的研究工作,多数是关于硅的低指数面为模板的情况,而对高指数硅表面作模板的金属纳米线自组装研究很少。本文依据高指数硅表面的原子结构模型,利用紧束缚理论计算Ag/Si系统中原子的相互作用,运用计算机模拟方法中的蒙特卡罗法,模拟Ag原子在Si(7717)-2×1重构表面扩散而形成纳米线的过程。同时给出了单个Ag原子在Si(225)的吸附势能表面,通过此势能面,可推测出Si(7717)-2×1表面上的四聚体链是整个Si(7717)面上势能最低的地方,因此,Ag原子沿着四聚体链生长形成一维纳米线,模拟的结果和实验观测符合得比较好。同时,模拟结果还表明Ag/Si系统的温度和作为模板的硅表面原子排列对银纳米线的自组装过程有较大影响。