纳米硅量子线的生长模型

摘要

基于对纳米硅量子线生长直径的分析以及透射电子显微镜（ＴＥＭ）的观察，该文给出了一个简单物理蒸发方法生长纳米硅量子线的生长模型。研究人员发现纳米硅量子线的平均直径随环境气压的增大而增大。在ＴＥＭ高分辨象中，可清楚地观察到硅线内的催化剂颗粒及硅线直径的周期性失稳现象，说明纳米硅线的生长是气－液－固（ＶＬＳ）的生长模式。纳米硅量子线的生长包括两个步骤：催化剂液滴的形成和硅纳米线基于液滴表面的生长。液滴的生长对硅纳米线的形态有直接影响。生长温度必须足够高以使形成的液滴保持在液态。在第二步中，气态的硅原子溶入液滴中，然后由于液滴内硅达到过饱和，纳米硅量子线从液滴中析出。液滴的成核，长大过程和纳米硅量子线的析出，生长过程是自洽的。该文提出孤模型能解释纳米硅量子线生长过程中的绝大部分实验现象。