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激光熔蒸制备纳米结构和扫描探针显微术研究

赵风周  
【摘要】:纳米结构的制备和性质表征一直是纳米科学技术领域的核心工作,而各种扫描探针显微术的发展为纳米科技提供了有力的工具,推动了纳米科技的飞速进展。激光熔蒸技术作为一种有许多优点的的纳米结构制备技术,在科研和工业生产中日益受到更加广泛的关注。 在我们的研究中,我们利用扫描探针显微术(主要是扫描隧道显微术和原子力显微术)来研究激光熔蒸法制备的纳米结构的表面形貌、电输运等性质。下面我们分五章来叙述我们的工作。 第一章 我们回顾了纳米结构的制备技术和扫描探针显微术的发展,并简单介绍了TiO_2、TiSi_2研究的进展情况,引出我们的研究目的。 第二章 简单介绍了超高真空系统和变温扫描隧道显微镜(VT STM)系统的建设,以及对变温STM系统作的一些主要的改进工作,为我们的研究工作做好仪器方面的准备。 第三章 在Si(111)表面上沉积很薄的一层TiO_2薄膜,以之为前驱,在850℃退火制备了C54结构的TiSi_2纳米岛,利用STM原位研究了其表面形貌和电输运性质,利用XRD和XPS分别研究了纳米岛的结构和成分。讨论了C54-TiSi_2的结构与衬底和温度的关系,我们认为Si(111)衬底的对称性以及比较高的退火温度对C54-TiSi_2纳米岛的形成起了关键作用。对不同大小的纳米岛的输运性质的研究,阐述了随着TiSi_2纳米岛的长大,纳米岛与衬底Si之间的接触由整流接触向欧姆接触的转变。 第四章在Si(111)7×7和Si(100)2×1表面蒸发了约0.005ML的C_(60)分子,然后用不同能量的波长为266nm的激光轰击样品表面,用STM探测激光作用前后表面形貌的变化。结果显示:能量比较小的激光就可以破坏C_(60)/Si(100)2×1的表面,而C_(60)/Si(111)7×7表面却稳定的多,直到激光能量加大到17.5mJ/pulse都没有完全破坏表面再构和上面吸附的C_(60)分子。我们认为C_(60)分子与不同的表面的


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