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STM针尖和外电场在Si(111)-7×7表面单原子操纵中的作用

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物理学报 1999年第6期48卷 1086-1094页

作者：李群祥杨金龙丁长庚汪克林李家明中国科学技术大学选键化学开放实验室中国科学技术大学基础物理中心清华大学单原子分子测控科学中心中国科学院物理研究所

利用第一性原理的离散变分局域密度泛函方法，采用团簇模型（Ｓｉ３４Ｈ３６Ｗ１１）来模拟ＳＴＭ操纵Ｓｉ（１１１）７×７表面顶角吸附原子的过程．通过分析在进行原子操纵过程中体系的能量与电子云密度分布来研究针尖和外电场的... 详细信息

利用第一性原理的离散变分局域密度泛函方法，采用团簇模型（Ｓｉ３４Ｈ３６Ｗ１１）来模拟ＳＴＭ操纵Ｓｉ（１１１）７×７表面顶角吸附原子的过程．通过分析在进行原子操纵过程中体系的能量与电子云密度分布来研究针尖和外电场的作用．结果表明，当针尖与样品间距离较近时，利用两者间有较强的相互作用，能有效地降低脱出能的能垒高度．外电场对体系脱出能的影响与其大小及极性有关，当样品上所加正偏压增强时，脱出能曲线高度单调下降，而外电场极性为负时，反而稍有增高．仅考虑针尖和样品之间的静态电子相互作用及静电场的作用，尚不能使被操纵原子脱离样品表面．

关键词：针尖 STM 计算模型硅单原子操纵

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用扫描隧道显微术进行单原子操纵的机理研究

物理学进展 1998年第2期18卷 177-186页

作者：史强朱清时中国科学技术大学选键化学开放研究实验室

本文简要综述利用扫描隧道显微镜（ＳＴＭ）进行单原子操纵的物理机制。主要介绍了场增强的扩散、在表面上拖动（ｐｕｌｉｎｇ）推动（ｐｕｓｈｉｎｇ）原子、原子在针尖表面间接触和近接触转移、场致蒸发／脱附、隧道电子非弹性射激发... 详细信息

本文简要综述利用扫描隧道显微镜（ＳＴＭ）进行单原子操纵的物理机制。主要介绍了场增强的扩散、在表面上拖动（ｐｕｌｉｎｇ）推动（ｐｕｓｈｉｎｇ）原子、原子在针尖表面间接触和近接触转移、场致蒸发／脱附、隧道电子非弹性射激发和电子迁移的“电子风力”等过程。同时介绍了一些理论处理方法和对一些实验结果的解释。

关键词：场增强表面拖动扫描隧道显微术单原子操纵

用电流扫描法在Si(111)-7×7表面上实现单原子操纵

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Journal of Semiconductors 1999年第4期20卷 338-340页

作者：杨海强高聚宁薛增泉庞世瑾中国科学院凝聚态物理中心北京真空物理实验室北京大学无线电电子学系

本文提出用电流脉冲法在Ｓｉ（１１１）－７×７表面进行单原子操纵，用恒电流扫描的方法在Ｓｉ（１１１）－７×７表面形成纳米级沟槽结构．通过分析Ｓｉ（１１１）－７×７表面的原子结构模型指出，当线扫描的方向平行于Ｓｉ（１１１... 详细信息

本文提出用电流脉冲法在Ｓｉ（１１１）－７×７表面进行单原子操纵，用恒电流扫描的方法在Ｓｉ（１１１）－７×７表面形成纳米级沟槽结构．通过分析Ｓｉ（１１１）－７×７表面的原子结构模型指出，当线扫描的方向平行于Ｓｉ（１１１）－７×７表面的基矢方向，并且原子操纵后形成的沟槽的边界处于基矢方向上原子空位的连线时，所得到的沟槽才具有原子级平直的边界．这是在Ｓｉ（１１１）－７×７表面可能得到的最稳定的人造原子级结构，并在实验中实现了这种结构．本文对原子操纵的机理也进行了分析．

关键词：硅电流扫描法结构单原子操纵

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金属表面单原子操纵的理论研究

金属表面单原子操纵的理论研究

作者：杨天兴上海师范大学

学位级别：硕士

自从Eigler等人在极低温(4K)下，利用扫描隧道显微镜(STM)对吸附在Ni(110)表面上的单个Xe原子进行成功操纵以来，单原子操纵技术一直是研究的热点。这种技术在纳米科学领域有重要的应用，具有迷人的前景。比如，它使得我们可以按照自己... 详细信息

自从Eigler等人在极低温(4K)下，利用扫描隧道显微镜(STM)对吸附在Ni(110)表面上的单个Xe原子进行成功操纵以来，单原子操纵技术一直是研究的热点。这种技术在纳米科学领域有重要的应用，具有迷人的前景。比如，它使得我们可以按照自己的意愿，采用自下而上(Bottom-up)的方式去组建各种纳米结构和器件。人们通常使用STM和原子力显微镜(AFM)来进行单原子操纵。利用显微镜的探针可以对吸附在材料表面上的单个原子进行横向操纵和纵向操纵。本课题组在理论上得到了提高横向操纵可靠性的方法，并提出了只依靠原子力实现可逆纵向操纵的方法。本文将在此基础上进一步研究如何提高横向操纵的可靠性及在多种材料的平整表面和台阶表面获得单原子可逆纵向操纵，进而在金属表面构建三维纳米结构。本文第一章主要介绍单原子操纵的研究背景及最新研究成果。第二章主要介绍了本文研究所使用的理论方法，包括原子嵌入势和分子力学方法。第三章，用分子力学方法结合半经验势研究Ag(111)表面的单原子横向操纵和纵向操纵，结果表明，与Ag单原子探针相比较，利用Cu单原子探针可以进一步提高横向操纵的可靠性。利用Cu三原子探针，依靠探针和被操纵原子之间的原子力，还可在Ag(111)平整表面提取单个Ag,Cu原子，并能在台阶表面实现可逆纵向操纵。此外，利用Ag三原子探针，通过合适的方法也能够实现可逆纵向操纵，并构建三维纳米结构。第四章，研究Ni，Pt，Au等面心立方金属(111)，(001)，(110)表面的纵向操纵，在Ni(111)表面、Pt(110)表面和Au(110)表面获得了可逆纵向操纵，并提出了构建三维纳米结构的方法。第五章总结本文主要研究结果并对后继工作进行了简单介绍。

关键词：金属表面单原子操纵扫描隧道显微镜分子力学方法

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单原子操纵及相关的物理和化学问题

中国科学院院刊 1998年第6期13卷 423-426页

作者：侯建国朱清时中国科学技术大学合肥230026

用扫描隧道显微镜在固体表面进行原子和分子水平的加工已经取得了相当大的进展，其中包括构建具有某些特定功能的人工原子结构和进行化学键的“剪切”。本文对相关的一些物理和化学基本问题作了阐述。

关键词：单原子操纵物理化学扫描隧道显微镜原子结构

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在硅表面上的单原子操纵

世界科技研究与发展 1997年第3期19卷 71-78页

作者：侯建国黄文浩朱清时中国科学技术大学

室温条件下Si表面的单原子操纵在基础研究和微电子应用两方面都具有十分重要的意义，本文详细介绍了利用STM在Si（111）7×7、St（100）－2×1：H表面进行单原子操纵和加工原子级人工微结构的基本原理和技术方法。综述了近年来这一领域... 详细信息

室温条件下Si表面的单原子操纵在基础研究和微电子应用两方面都具有十分重要的意义，本文详细介绍了利用STM在Si（111）7×7、St（100）－2×1：H表面进行单原子操纵和加工原子级人工微结构的基本原理和技术方法。综述了近年来这一领域研究工作的最新进展，并探讨单原子操纵技术和激光造键技术相结合从而实现选键化学反应或"分子手术"的可能性和前景。

关键词：硅单原子操纵微电子技术扫描隧道显微镜表面原子结构激光选键技术

利用铜探针在Ag(111)表面进行单原子横向操纵的可靠性研究

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江西科学 2010年第1期28卷 28-31,57页

作者：阳红梅谢逸群广东技术师范学院经济与贸易学院上海师范大学物理系

采用分子力学方法结合原子嵌入势,模拟利用铜探针对吸附在Ag(111)表面的单个Ag原子进行横向操纵,主要研究探针高度对横向操纵可靠性的影响。使用单原子探针可以在平整的Ag(111)表面实现成功的横向操纵,探针的高度范围是1.0到4.9埃()。... 详细信息

采用分子力学方法结合原子嵌入势,模拟利用铜探针对吸附在Ag(111)表面的单个Ag原子进行横向操纵,主要研究探针高度对横向操纵可靠性的影响。使用单原子探针可以在平整的Ag(111)表面实现成功的横向操纵,探针的高度范围是1.0到4.9埃()。总体上,操纵可靠性随探针高度的增加而降低。与使用银探针进行的横向操纵相比[***.256(2009)1502],操纵可靠性在较宽的探针高度范围内有明显提高。

关键词：扫描隧道显微镜单原子操纵吸附原子金属表面

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基于SPM的纳米加工技术研究进展

机械工程学报 2003年第9期39卷 38-43页

作者：闫永达孙涛董申梁迎春程凯哈尔滨工业大学机电工程学院哈尔滨150001

扫描探针显微镜(SPM)使人们不仅可以观察到物质表面的微观形貌,还可以在微纳米尺度上对样品表面进行加工,这种方法有可能成为未来微纳米器件的主要制作方法,成为推动人类科学和技术发展的新动力。主要介绍基于SPM的三种纳米加工方法:单... 详细信息

扫描探针显微镜(SPM)使人们不仅可以观察到物质表面的微观形貌,还可以在微纳米尺度上对样品表面进行加工,这种方法有可能成为未来微纳米器件的主要制作方法,成为推动人类科学和技术发展的新动力。主要介绍基于SPM的三种纳米加工方法:单原子操纵法、阳极氧化法和机械刻蚀法。详细阐述了各自的原理、特点及发展状况,并指出阳极氧化法是目前最有可能应用在实际生产制造中的加工方法,而机械刻蚀法则不仅可以作为纳米加工的手段,还可以应用于纳米加工机理方面的研究。

关键词：纳米加工扫描探针显微镜单原子操纵阳极氧化机械刻蚀

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基于扫描探针显微镜的纳米加工技术研究进展

微电子学 2005年第2期35卷 169-173页

作者：何光宏杨学恒重庆大学数理学院重庆400044

　扫描探针显微镜(SPM)纳米加工技术是当前非常活跃的纳米加工研究领域,其研究成果有可能成为微纳米器件制作的主要方法。文章主要介绍了单原子操纵、阳极氧化法,以及机械刻蚀加工等SPM纳米加工方法的机理、特点及研究进展,提出了今后... 详细信息

　扫描探针显微镜(SPM)纳米加工技术是当前非常活跃的纳米加工研究领域,其研究成果有可能成为微纳米器件制作的主要方法。文章主要介绍了单原子操纵、阳极氧化法,以及机械刻蚀加工等SPM纳米加工方法的机理、特点及研究进展,提出了今后需要重视的研究方向。

关键词：扫描探针显微镜纳米加工单原子操纵阳极氧化法机械刻蚀