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低维量子结构的尺寸效应

1.量子尺寸效应诱导的共振与散射电子态的振荡效应

通过低温STS，研究了外延生长的Pb/Si(111)7x7系统的镜像态，在费米能级以上5~ 10eV范围内发现电子镜像态的结合能随铅膜的厚度振荡，周期为2个原子层。进一步的分析表明， 这种在高于真空能级处发生的电子态振荡效应源于铅膜中量子尺寸效应诱导的电子态共振与散射行为，该研究成果发表在Phys .Rev. B 76, 113403 (2007)。

2.Cu(111)表面态驻波的量子化与尺寸效应的关系

电子被局限在纳米结构中时，会表现出量子化效应。利用Cu(111) 表面产生的六角型空洞结构，我们应用低温STM技术研究了电子在这种量子结构中产生的表面态驻波的量子化现象。通过对不同偏压下局域态密度 (LDOS)的傅立叶分析，发现了不连续的色散关系，进一步的理论分析表明，这种不连续色散关系中的每一个台阶，都对应着一个 LDOS的一个极值，整个色散关系构成了电子在受限体系中由于量子化表现出来的本征态。该工作发表在 Phys.Rev. B 75, 233412 (2007)。

3.主动减噪式低噪音扫描隧道波谱

为了进一步提高STM波谱测量的信噪比，我们发明了世界上第一套主动减噪低温(5K)UHV STM，在常规环境下可获得较高稳定性和STM的分辨率。该工作发表在Rev.Sci.Instrum.78, 073705 (2007)，为该期下载次数最高文献。

4.Se纳米管的光电导研究

利用STM技术并采用“suspended” 两端测量方法，进行了Se纳米管的光电导研究。实验发现Se纳米管中巨大的光电导现象，而且Se和Au、W两种金属接触产生的肖特基势垒高度随着光照强度的增加会持续下降，直至消失。该工作发表在Nanotechnology,18,205704(2007)。

5.纳米管的持续光电导(PPC)

持续光电导是指纳米管中光诱导的光电流在撤掉光之后能持续很长时间的现象，我们利用STM的W针步进到氧化锌纳米管的顶端，并让衬底ITO接地形成两端测试。氧化锌纳米管阵列是通过化学腐蚀电化学的方法长在透明导电ITO衬底上的纳米棒得到的。利用紫外光照射，我们首次在氧化锌纳米管上发现了持续光电导现象,(如图1-9所示)进一步，为了找到持续光电导的起源测试了光电流与激发波长的关系。我们发现氧化锌纳米管的光电流有一个开启波长。如图1-10所示，小于416nm才能光电响应，并且在400nm有一个峰，进一步的研究我们还发现400nm的波长也能激发持续光电导效应。这些结果表明可能是一个亚稳的缺陷能级造成了持续光电导效应。

图、1-9(a)测试装置示意图

(b)暗室下I-V特性(圆点曲线)，UV光辐照后(红色曲线)，暗室条件下一个小时之后的I-V 曲线(蓝色曲线)

图、1-10. (a) 归一化的光电流与激发波长的关系，虚线是高斯拟合曲线σ1=10.61 nm 和σ2=4.75 nm，插图是PL谱	(b) 持续光电导机制的原理图。