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原子与分子物理学报 2025年第2期42卷 79-84页

作者：马玉麟郭祥丁召贵州大学大数据与信息工程学院贵阳550025 贵州省微纳电子与软件技术重点实验室贵阳550025 半导体功率器件可靠性教育部工程研究中心贵阳550025

本研究基于分子束外延(MBE)技术在Si(111)衬底表面成功制备金属bi原子团簇.首先,分别在100℃、125℃、150℃、175℃、200℃的生长温度下,制备了大小均一、密度不同的bi原子团簇.实验结果表明,可以通过改变生长温度来精细控制bi原子团簇... 详细信息

本研究基于分子束外延(MBE)技术在Si(111)衬底表面成功制备金属bi原子团簇.首先,分别在100℃、125℃、150℃、175℃、200℃的生长温度下,制备了大小均一、密度不同的bi原子团簇.实验结果表明,可以通过改变生长温度来精细控制bi原子团簇的密度,当温度升高100℃,密度从1.05×10^(11)cm^(-2)降低至2.5×10^(7)cm^(-2),实现对团簇密度4个数量级的可控调节,并且发现bi原子团簇密度对生长温度的依赖性符合经典成核理论.其次,分别在10 s、15 s、20 s的沉积时长下,制备了密度相同、尺寸各异的bi原子团簇.实验结果表明,可以通过改变沉积时长来精细控制bi原子团簇的尺寸:当沉积时长增加10 s,高度和直径分别从8.5 nm和65 nm增大到13.7 nm和100 nm,实现对团簇尺寸在10 nm高度、80 nm直径范围的可控调节,并且发现bi原子团簇尺寸对沉积时长的依赖性符合晶体生长动力学.与分子束外延制备传统的Ⅲ族(Al,Ga,In)原子团簇做对比,这些结果可以为制备Ⅴ族原子团簇提供实验参考和指导,从而促进纳米级含bi材料的制备.

关键词：分子束外延 bi原子团簇生长温度沉积时长经典成核理论晶体生长动力学

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