【摘 要】
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金属共价二元液体的表面聚集对半导体纳米线的固液气生长具有重要意义。在熔点之上,金硅液体的表面会形成类似固态的晶体结构。我们用分子动力学方法研究了温度、组分与尺寸对金硅薄膜和液滴表面张力的影响。当温度降到稍高于熔点的760K-770K,金硅合金薄膜和液滴的表面发生一阶相变：从无序分层结构到厚度为纳米量级的Au3Si准二维晶体。分层和凝固的薄膜表面张力随温度上升而增加,随硅组份的增加而减少。发生相变前
【机 构】
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中国科学院材料力学行为和设计重点实验室,中国科学技术大学近代力学系,安徽省合肥市230027
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金属共价二元液体的表面聚集对半导体纳米线的固液气生长具有重要意义。在熔点之上,金硅液体的表面会形成类似固态的晶体结构。我们用分子动力学方法研究了温度、组分与尺寸对金硅薄膜和液滴表面张力的影响。当温度降到稍高于熔点的760K-770K,金硅合金薄膜和液滴的表面发生一阶相变：从无序分层结构到厚度为纳米量级的Au3Si准二维晶体。分层和凝固的薄膜表面张力随温度上升而增加,随硅组份的增加而减少。发生相变前,10-30nm液滴的拉普拉斯压力导致表面分层厚度增加,然而尺寸效应并不明显。发生相变后,液滴表面形成类纳米多晶结构,会进一步促进表面分层厚度的增加。我们模拟了硅纳米丝在(111)硅基底上的固液气生长的初始阶段,发现基底的固液界面上会形成润湿薄层,过饱和硅引起表面张力增加,并导致液滴接触线失稳。我们的研究阐明了金属共价二元金属结构与能量的相互作用,探索了表面结构对纳米丝固液气生长、表面合金相分离、表面多晶制备的重要作用。
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