中国科学院物理研究所王恩哥研究小组和意大利及美国同事合作,在7月份出版的《物理学评论快报》上报告说,他们发现一种新的量子点形成机制:原子能够向上扩散,即原子可以从表面扩散到岛上去。美国物理学会的《物理评论聚焦》以《会爬山的原子》为专题对这一新发现进行了专门报道,美国物理学会的Schewe博士等人在评论文章中说:“意大利Genova大学、中科院物理所和美国橡树林国家实验室的研究人员首次共同发现了沉积的原子在生长中可以向上爬……与传统的认识相反,这个新发现第一次向人们证明原子向上扩散可以形成一定晶向的量子点”。“这项研究将会展现出前人无法想象的一些新薄膜生长动力学现象”。
在新材料的探索中,揭示生长过程表现出来的各种微观规律是人们长期追求的目标之一。随着先进生长手段和原子尺度表征技术的发展,在过去的十年中,这方面的努力取得了许多重要突破。一般而言,在低温下分子束外延技术往往会使物质表面上长出一些小的原子岛;而在高温时,岛上的沉积原子容易掉下来跑到表面上。但是所有以前的研究都忽略了一个过程:原子向上扩散,即原子从表面可以跑到岛上去。
王恩哥等人在铝表面的同质外延生长中,首次在实验和理论上直接证明了这一原子的向上扩散运动。他们首先观察到在这一生长体系中,大的量子点和小的原子岛并存。系统的研究发现这些具有特定小面的量子点是亚稳定的
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