【摘 要】
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本文对扫描隧道显微镜(STM)针尖调制的金属表面岛上原子运动及岛边的层间质量输运的进行了原子尺度模拟计算，探讨了针尖的移动对吸附在岛边缘和岛上的原子扩散的影响。由于吸
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本文对扫描隧道显微镜(STM)针尖调制的金属表面岛上原子运动及岛边的层间质量输运的进行了原子尺度模拟计算，探讨了针尖的移动对吸附在岛边缘和岛上的原子扩散的影响。由于吸附原子与针尖之间的交互作用及岛和基体中较强的形状变化，岛上吸附原子的跳跃扩散能垒以及岛边吸附原子的跳下扩散和交换扩散的能垒也随之发生了变化。研究发现，通过调节针尖的高度及针尖与吸附原子的水平距离，岛上吸附原子的跳跃扩散能垒及岛边吸附原子的跳下扩散和交换扩散能垒由于针尖的诱导可以被降低。揭示了在扫描隧道显微镜的针尖的调制下，薄膜生长模式的可控性。通过对STM针尖操纵吸附原子的研究，成功找到一种利用针尖在金属表面搬运吸附原子的操作模式。利用原子尺度分子动力学模拟对吸附在Cu(111)表面及Cu(554)台阶表面的单个Co原子的垂直操纵及侧向操纵进行了研究。揭示了针尖的堆垛方式、操纵模式、基体的表面形态等因素在吸附原子的操纵过程中所起的作用。研究结果显示，在不引入其他原子的情况下，利用Cu29针尖可以通过垂直操纵将Cu(111)表面及Cu(554)表面平台处将单个Co原子提起，再利用侧向操纵可以将提起的Co原子卸载至Cu(554)表面的台阶处。从而可以成功实现在金属表面操纵吸附原子。重复操作可以在台阶处形成Co单原子链。论证了在不加外电场的情况下，利用STM针尖操纵吸附原子的可行性并揭示了其原因。
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