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在Bi（0001）表面上红荧烯晶态膜生长的STM研究

作　者: 杨秀凡
导　师: 杜懋陆；王俊忠
学　校: 西南民族大学
专　业: 材料物理与化学
关键词: 红荧烯扫描隧道显微镜有机分子束外延公度-非公度相变畴壁
分类号: O484.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本文设计了一套制备扫描隧道显微镜(STM)探针的自动切断电路,并利用自制的探针在超高真空-低温扫描隧道显微镜(UHV-LT-STM)上系统研究了红荧烯晶态薄膜在半金属Bi(0001)上的生长。首先在Si(111)7*7表面室温沉积20个单原子层(monolayer)的Bi然后在120oC下退火就可以得到非常平整光滑的Bi(0001)薄膜。红荧烯分子(纯度为99%)首先在120oC下经过一整夜的除气,在此基础上在自制的钽舟中进行真空蒸发沉积,生长速率约为每分钟0.1ML。在红荧烯薄膜中我们发现了一类新的相变:分子从高阶的公度相转变到弱的非公度相。前者表现出“格点位于线上”(point-on-line)关系;后者是一种混合相,包含红荧烯的晶态畴和自组装的畴壁。相比于红荧烯晶体的a-b面,晶态畴中存在着极大的各向异性应变。通过改变衬底的温度,发现在室温下畴壁呈现出“之”字型网状结构;而在高温下转变为条状结构。形成不同形状畴壁的原因可以认为是应力释放和转动外延的相互作用力所导致的。

全文目录

摘要  2-3
ABSTRACT  3-6
第一章引言  6-14
  1.1 薄膜的制备方法  6-8
    1.1.1 磁控溅射法  6-7
    1.1.2 真空蒸发沉积法  7
    1.1.3 分子束外延法  7-8
    1.1.4 其他薄膜制备方法  8
  1.2 薄膜研究的手段  8-11
    1.2.1 X 射线衍射分析(XRD)  9
    1.2.2 X 射线光电子能谱分析  9
    1.2.3 拉曼光谱分析  9-10
    1.2.4 扫描电子显微术  10
    1.2.5 透射电子显微镜  10-11
    1.2.6 其他表征手段  11
  1.3 扫描隧道显微镜在材料研究中的优势  11-12
  1.4 本课题研究背景和内容  12-14
第二章实验仪器原理  14-26
  2.1 仪器组成  14-20
    2.1.1 真空-低温-减震系统  14-16
    2.1.2 样品制备系统  16-18
    2.1.3 探针扫描系统  18
    2.1.4 外围控制电路系统  18-20
  2.2 STM 工作原理  20-26
    2.2.1 量子隧道效应  20
    2.2.2 隧道成像原理  20-21
    2.2.3 STM 基本工作模式  21-23
    2.2.4 STM 扫描参数优化  23-26
第三章 STM 探针制备及红荧烯晶态薄膜的生长  26-46
  3.1 STM 探针制备  26-35
    3.1.1 电化学腐蚀原理  26-27
    3.1.2 自动切断电路设计  27-30
    3.1.3 直流液膜法制备纳米级STM 探针  30-35
  3.2 红荧烯薄膜在 Bi（0001）表面公度-非公度相变  35-46
    3.2.1 实验  36-39
    3.2.2 结果与讨论  39-44
    3.2.3 结论  44-46
参考文献  46-49
致谢  49-50

在Bi（0001）表面上红荧烯晶态膜生长的STM研究

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