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近年来，硅的高指数面Si(5512)重构后的超晶格Si(5512)-2×1由于稳定性好，且具有一维长周期排状原子结构，极适合于作纳米线自组装的模板而受到特别关注。本课题组通过两步退火法在Si(7717)-2×1超晶格上制备出了高纵横比的优质银纳米线，并用扫描隧道显微镜(STM)对银纳米线作了表征。然而，由于实验上难于实时观测纳米线的自组装动态过程，因此，人们对纳米线的形成机理尚不完全清楚。
计算机处理能力和计算速度的提高，促进了理论计算的发展。目前运用计算机模拟进行理论分析已成为各学科常用的方法，其中分子动力学模拟由于能够最为真实地描述粒子的运动状态及体系结构的变化而受到广泛应用。本文运用计算量适中、精确度较好的基于量子力学半经验紧束缚分子动力学模拟方法，探索Si(7717)-2×1表面银纳米线自组装过程的物理机制。其研究方法是运用自编的虚拟银原子探针扫描程序先获得Si(7717)-2×1表面的势能分布，对势能图中的势阱位置作出较为全面的表征和分类。研究发现，整个势能面存在9类势阱，这些势阱在银的扩散过程中影响着银原子的扩散方向，并且决定了硅表面银原子在扩散平衡后的分布及构形。其中较深的7类势阱都存在于四聚体链之上或附近，并以线状分布。在此基础上，运用分子动力学模拟银纳米线自组装工艺中的两步退火过程。整个模拟计算的结果与实验符合得较好。