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量子围栏

  返回威尼斯网址 主页   发布时间: 2016-11-23 浏览次数:713

简介:
      1993年5月,位于美国加州Almaden的IBM研究中心的M.F.Crommie等人,在4K温度下用电子束将0.005单层的铁原子蒸发到清洁的Cu(111)表面,然后用扫描隧穿显微镜(STM)操纵这些铁原子,将它们排成一个由48个原子组成的圆圈.圆圈的平均半径为7.13 nm,相邻铁原子之间的平均距离0.95nm。因而估计每个铁原子 都处在Cu(111 )表面的空心位,这样一个原子圈的作用非同小可,虽然由分立原子组成而并不连续,却能够围住圈内处于Cu表面的电子,从而引发出一系列引人人胜的结果.现在人们将这一铁原子圈称为“量子围栏”。

实验原理:
      贵金属Cu、Ag、Au的电子结构有一个共同的特点,就是在(111 ) 表面存在表面电子态,其费米能量恰好位于体能带结构沿Γ-L(沿111方向)的禁带之中.因 此处于此表面态的电子既由于功函数的束缚不能逸入真空,又由于体能带的限制而不能深入体内,便形成只能在平行于表面方向运动的二维电子气,类似于调制掺杂的界面。这些表面态电子的运动会受到表面台阶、吸附原子等各种不完整性的影响,表现为由于表面二维严格周期性势场被破坏而使电子波收到散射。Crommie等发现Cu(111)表面吸附铁原子对表面态电子有很强的散射作用。假设表面只存在单个铁原子,则入射的表面态电子波与从铁原子散射的电子波之间的干涉会形成围绕铁原子的驻波,从而引起表面局域电子态密度的变化。


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