熵调控的 Ge 在偏切近邻 Si (001) 表面上完全可逆纳米结构形成
材料科学
2020-08-19 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
熵效应显著改变了 vicinal Si (001) 表面上自组装 Ge 纳米结构的生长。变温扫描隧道显微镜显示，这导致了新型一维纳米结构的出现，其尺寸和形状不仅可调，而且可以被完全可逆地擦除和重构，且最终尺寸和形状不发生变化。这一独特行为源于 vicinal 表面的大台阶熵所引起的自由表面能重正化。在热力学平衡下，高温有利于形成平面二维表面，而纳米结构表面是低温下的优先构型。考虑台阶熵后，通过自由能计算导出了临界相变温度，并证明其随 Ge 覆盖度近似线性标度，与实验高度吻合。由于自限制效应，纳米线尺寸仅由 Ge 覆盖度和 vicinal 角控制，完全独立于生长或退火条件。因此，获得了具有可调几何形状的高重现性纳米结构。这为面向实际器件应用的受控纳米结构形成开辟了新途径。
引用
@article{arxiv.2002.06936,
title = {Entropy controlled fully reversible nanostructure formation of Ge on miscut vicinal Si (001) surfaces},
author = {Christian Grossauer and Vaclv Holy and Gunther Springholz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.06936},
year = {2020}
}