Si(111)-7×7表面上C60多层膜的生长及其纳米摩擦学性质

杜晓清 ,  李慧琴 ,  朱齐荣 ,  邹志强 ,  梁齐

引用本文: 杜晓清, 李慧琴, 朱齐荣, 邹志强, 梁齐. Si(111)-7×7表面上C60多层膜的生长及其纳米摩擦学性质[J]. 物理化学学报, 2011, 27(10): 2457-2461. doi: 10.3866/PKU.WHXB20111010 shu
Citation:  DU Xiao-Qing, LI Hui-Qin, ZHU Qi-Rong, ZOU Zhi-Qiang, LIANG Qi. Growth and Nanotribological Properties of C60 Multilayer Films on Si(111)-7×7 Surface[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2011, 27(10): 2457-2461. doi: 10.3866/PKU.WHXB20111010 shu

Si(111)-7×7表面上C60多层膜的生长及其纳米摩擦学性质

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(10974134)资助项目 (10974134)

摘要: 在超高真空(UHV)条件下, 用分子束外延(MBE)方法, 通过对生长过程中蒸发速率和衬底温度等参数的控制, 可以避免C60分子在Si(111)-7×7重构表面多层生长时团聚岛的形成, 得到了逐层生长的C60多层膜. 同时利用超高真空扫描隧道显微镜(UHV-STM)对这种多层膜结构进行了观察并对这种现象产生的机理做了分析.测定了不同层数C60薄膜的黏附力和摩擦力曲线, 发现分子层数对薄膜的摩擦性质有显著影响, 随着沉积层数的增加, 样品的摩擦力明显降低, 摩擦系数也有降低的趋势. 由于分子层数的增加导致C60分子转动程度增强,本文得出结论, 摩擦力的降低是由C60分子的转动引起的, C60分子在这里充当了"纳米滚动轴承", 即C60分子的转动为微观结构提供了能量耗散通道.

English

    1. [1]

      (1) Kroto, H. S.; Heath, J. R.; O'Brian, S. C.; Curl, R. F.; Smalley, R. E. Nature 1985, 318, 162.  (1) Kroto, H. S.; Heath, J. R.; O'Brian, S. C.; Curl, R. F.; Smalley, R. E. Nature 1985, 318, 162.  

    2. [2]

      (2) Kratschmer,W.; Lamb, L. D.; Fostiropoulos, K.; Huffman, D. R. Nature 1990, 347, 354.  (2) Kratschmer,W.; Lamb, L. D.; Fostiropoulos, K.; Huffman, D. R. Nature 1990, 347, 354.  

    3. [3]

      (3) Chen, D. M.; Xu, H.; Creager,W. N.; Burnett, P. J. Vac. Sci. Technol. B 1994, 12, 1910.(3) Chen, D. M.; Xu, H.; Creager,W. N.; Burnett, P. J. Vac. Sci. Technol. B 1994, 12, 1910.

    4. [4]

      (4) Cepek, C.; Schiavuta, P.; Sancrotti, M.; Pedio, M. Phys. Rev. B 1999, 60, 2068.  (4) Cepek, C.; Schiavuta, P.; Sancrotti, M.; Pedio, M. Phys. Rev. B 1999, 60, 2068.  

    5. [5]

      (5) Sakamoto, K.; Kondo, D.; Ushimi, Y.; Harada, M.; Kimura, A.; Kakizaki, A.; Suto, S. Phys. Rev. B 1999, 60, 2579.  (5) Sakamoto, K.; Kondo, D.; Ushimi, Y.; Harada, M.; Kimura, A.; Kakizaki, A.; Suto, S. Phys. Rev. B 1999, 60, 2579.  

    6. [6]

      (6) Suto, S.; Sakamoto, K.; Kondo, D.;Wakita, T.; Kimura, A.; Kakizaki, A.; Hu, C.W.; Kasuya, A. Surf. Sci. 1999, 438, 242.  (6) Suto, S.; Sakamoto, K.; Kondo, D.;Wakita, T.; Kimura, A.; Kakizaki, A.; Hu, C.W.; Kasuya, A. Surf. Sci. 1999, 438, 242.  

    7. [7]

      (7) Sakamoto, K.; Kondo, D.; Ushimi, Y.; Kimura, A.; Kakizaki, A.; Suto, S. Surf. Sci. 1999, 438, 248.  (7) Sakamoto, K.; Kondo, D.; Ushimi, Y.; Kimura, A.; Kakizaki, A.; Suto, S. Surf. Sci. 1999, 438, 248.  

    8. [8]

      (8) Sakamoto, K.;Wakita, T.; Kondo, D.; Harasawa, A.; Kinoshita, T.; Uchida,W.; Kasuvya, A. Surf. Sci. 2002, 499, 63.  (8) Sakamoto, K.;Wakita, T.; Kondo, D.; Harasawa, A.; Kinoshita, T.; Uchida,W.; Kasuvya, A. Surf. Sci. 2002, 499, 63.  

    9. [9]

      (9) Ulbricht, H.; Moos, G.; Hertel, T. Phys. Rev. Lett. 2003, 90, 095501.  (9) Ulbricht, H.; Moos, G.; Hertel, T. Phys. Rev. Lett. 2003, 90, 095501.  

    10. [10]

      (10) Nakaya, M.; Nakayama, T.; Kuwahara, Y.; Aono, M. Surf. Sci. 2006, 600, 2810.  (10) Nakaya, M.; Nakayama, T.; Kuwahara, Y.; Aono, M. Surf. Sci. 2006, 600, 2810.  

    11. [11]

      (11) Feng, M.; Zhao, J.; Petek, H. Science 2008, 320, 359.  (11) Feng, M.; Zhao, J.; Petek, H. Science 2008, 320, 359.  

    12. [12]

      (12) Li, Y. Z.; Chander, M.; Patrin, J. C.;Weaver, J. H.; Chibante, L. P. F.; Smalley, R. E. Science 1991, 252, 547.  (12) Li, Y. Z.; Chander, M.; Patrin, J. C.;Weaver, J. H.; Chibante, L. P. F.; Smalley, R. E. Science 1991, 252, 547.  

    13. [13]

      (13) Li, Y. Z.; Chander, M.; Patrin, J. C.;Weaver, J. H.; Chibante, L. P. F.; Smalley, R. E. Science 1991, 253, 429.  (13) Li, Y. Z.; Chander, M.; Patrin, J. C.;Weaver, J. H.; Chibante, L. P. F.; Smalley, R. E. Science 1991, 253, 429.  

    14. [14]

      (14) Chen, D.; Sarid, D. Phys. Rev. B 1994, 49, 7612.  (14) Chen, D.; Sarid, D. Phys. Rev. B 1994, 49, 7612.  

    15. [15]

      (15) Sakamoto, K.; Harada, M.; Kondo, D.; Kimura, A.; Suto, S. Phys. Rev. B 1998, 58, 13951.  (15) Sakamoto, K.; Harada, M.; Kondo, D.; Kimura, A.; Suto, S. Phys. Rev. B 1998, 58, 13951.  

    16. [16]

      (16) Park, S. H.; Jeong, J. G.; Kim, H. J.; Park, S. H.; Cho, M. H.; Cho, S.W.; Yi, Y.; Heo. M. Y.; Sohn, H. Appl. Phys. Lett. 2010, 96, 013302.  (16) Park, S. H.; Jeong, J. G.; Kim, H. J.; Park, S. H.; Cho, M. H.; Cho, S.W.; Yi, Y.; Heo. M. Y.; Sohn, H. Appl. Phys. Lett. 2010, 96, 013302.  

    17. [17]

      (17) Brommer, K. D.; Needels, M.; Larson, B.; Joannopoulos, J. D. Phys. Rev. Lett. 1992, 68, 1355.  (17) Brommer, K. D.; Needels, M.; Larson, B.; Joannopoulos, J. D. Phys. Rev. Lett. 1992, 68, 1355.  

    18. [18]

      (18) Tsuyoshi, Y. J. Vac. Sci. Technol. B 1994, 12, 1932.(18) Tsuyoshi, Y. J. Vac. Sci. Technol. B 1994, 12, 1932.

    19. [19]

      (19) Suto, S.; Sakamoto, K.;Wakita, T.; Harada, M.; Kasuya, A. Surf. Sci. 1998, 402-404, 523.(19) Suto, S.; Sakamoto, K.;Wakita, T.; Harada, M.; Kasuya, A. Surf. Sci. 1998, 402-404, 523.

    20. [20]

      (20) Lee, J. Y.; Kang, M. H. Surf. Sci. 2008, 602, 1408.  (20) Lee, J. Y.; Kang, M. H. Surf. Sci. 2008, 602, 1408.  

    21. [21]

      (21) Sakamoto, K.; Kondo, D.; Ohno, K.; Kimura, A.; Kakizaki, A.; Suto, S.; Uchida,W.; Kasuya, A. J. Appl. Phys. 2000, 39, 4536.  (21) Sakamoto, K.; Kondo, D.; Ohno, K.; Kimura, A.; Kakizaki, A.; Suto, S.; Uchida,W.; Kasuya, A. J. Appl. Phys. 2000, 39, 4536.  

    22. [22]

      (22) Levinson, J. A.; Hamza, A. V.; Shaqfeh, E. S. G.; Balooch, M. J. Vac. Sci. Technol. A 1998, 16, 2385.  (22) Levinson, J. A.; Hamza, A. V.; Shaqfeh, E. S. G.; Balooch, M. J. Vac. Sci. Technol. A 1998, 16, 2385.  

    23. [23]

      (23) Xu, H.; Chen, D. M.; Creager,W. N. Phys. Rev. Lett. 1993, 70, 1850.  (23) Xu, H.; Chen, D. M.; Creager,W. N. Phys. Rev. Lett. 1993, 70, 1850.  

    24. [24]

      (24) Johnson, R. D.; Yannoni, C. S.; Meijer, G.; Dorn, H. C.; Salem, J. R.; Bethune, D. S. Science 1992, 255, 1235.  (24) Johnson, R. D.; Yannoni, C. S.; Meijer, G.; Dorn, H. C.; Salem, J. R.; Bethune, D. S. Science 1992, 255, 1235.  

    25. [25]

      (25) Chen, D.; Sarid, D. Surf. Sci. 1994, 318, 74.  (25) Chen, D.; Sarid, D. Surf. Sci. 1994, 318, 74.  

    26. [26]

      (26) Liang, Q.; Li, H. N.; Xu, Y. B.; Xiao, X. D. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 403(26) Liang, Q.; Li, H. N.; Xu, Y. B.; Xiao, X. D. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 403

    27. [27]

      (27) Johnson, K. L.; Kendall, K. K.; Roberts, A. D. Proc. R. Soc. London Sect. A 1971, 324, 301(27) Johnson, K. L.; Kendall, K. K.; Roberts, A. D. Proc. R. Soc. London Sect. A 1971, 324, 301

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  942
  • 文章访问数:  2540
  • HTML全文浏览量:  49
文章相关
  • 发布日期:  2011-09-27
  • 收稿日期:  2011-06-27
  • 网络出版日期:  2011-08-17
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章