应力各向异性表面上Ag纳米岛的双稳态研究
中国科学院物理研究所马旭村研究员带领的研究小组,与清华大学薛其坤、贾金锋、陈曦的研究团队、美国犹他大学的刘锋教授以及西安交通大学徐可为教授合作,从实验和理论上研究了Si(111)-(4×1)-In表面上生长的Ag岛的应力行为。 (4×1)-In是典型的一维模板,在其上生长的纳米结构往往具有明显的各向异性,并具有各向异性的应力。他们利用扫描隧道显微镜观察发现,低温下形成的Ag岛全部形成各向异性的纳米线;而室温下形成的Ag岛的形状的分布则呈现双稳结构,即各向异性纳米线和各向同性的纳米点的共存。对Ag岛的形状和尺寸的统计分析表明,双稳结构出现在临界尺寸附近,实验结果和应变岛双稳态的ZG模型符合得很好。第一性原理计算表明,Si(111)-(4×1)-In表面上生长的Ag岛确实具有各向异性的应力分布,这证明了ZG模型所提出的各向异性应力是产生外延岛形状双稳态的条件。
该研究首次从实验上证实了ZG模型预言的应变岛双稳态的存在,这为利用应力调控表面纳米结构的自组织生长提供了一种新的手段。相关成果刊登在2009年8月14日的【Phys. Rev. Lett. 103, 076102 (2009)】上。
摘自:中国科学院物理研究所