原子尺度金属纳米线的结构和性质

摘要：

当物质尺度减少到几层原子时,形成超细的纳米结、纳米线、或者纳米团簇,原有凝聚态物质的结构和物理性质将不再保持,而呈现出许多令人惊奇的奇异特性.本文重点讨论直径大约3 nm以下,具有足够长度的、原子结构往往不同于体材料的准一维金属纳米结构,我们称之为原子尺度金属纳米线或超细金属纳米线(也称为金属原子线).近年来实验上已经制备和表征出在超高真空中悬挂在两个顶针尖端的Au、Pt、Cu等金属纳米线和纳米管,金属线直径达到1 nm以下而长度为6 nm以上.通过高分辩电子显微镜观察,它们是同轴圆管(或壳)组成的、类似纳米碳管的单壳或多壳结构,管由绕着线轴的螺旋原子绳构成.理论工作围绕这种新奇结构形态的形成机制、奇异的物理性质和可能的应用前景而同时展开.这是一个崭新的纳米世界,无论是对基础的低维物理还是未来分子电子设备的应用,都将产生深远的影响,有许多奇妙的现象正等待人们去发现.本文将对最近几年原子尺度金属纳米线研究工作的主要进展和发展趋势作一个概述,并重点介绍本组有关的具有螺旋结构的纳米线的各类新奇结构和物理性质.

关键词：原子尺度金属纳米线、螺旋多壳结构、电磁性质、电子输运性质、力学和热力学性质

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分类号：O562.5(分子物理学、原子物理学)

资助基金：国家自然科学基金10372045,29890210,100230017;全国高等学校优秀博士学位论文作者专项基金200421;江苏省333新世纪科学技术带头人培养工程

在线出版日期：2005-10-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共32页

页码：317-348