1、本論文采用真空熱蒸發(fā)方法，在室溫條件下，利用液相材料(硅油)作為基底，成功制備了納米尺寸金屬(銀、銅)原子島；基于光學顯微鏡測量等方法，對其表面形貌、微觀結構、物質密度及凝聚機理等進行了系統(tǒng)的研究。
　　 實驗顯示：銀以及銅原子島(緊致形島和分枝狀島)的生長機理與沉積在硅油基底表面其他金屬(金、鋁、鐵和鎳等)原子島的情況類似，即服從二階段生長模型。分析表明：當薄膜名義厚度h小于臨界厚度hc時，即h

2、片中原子島在二維表面上的投影面積與圖片面積之比)ρ與h呈線性增長關系，即滿足關系式ρ=kh；當h>hc時，表面覆蓋率隨名義厚度的增加首先下降然后出現(xiàn)波動行為。上述現(xiàn)象表明，銀原子島的凝聚機理隨薄膜名義厚度的上升發(fā)生顯著改變。此外，透射電子顯微鏡(TEM)測量表明，當薄膜名義厚度h由0.2nm增加到2.0nm時，原子島出現(xiàn)由非晶向多晶結構轉變的情形。同時研究發(fā)現(xiàn)在上述過程中，與銀塊體材料相比，銀原子島的物質密度δ由45％增大到70％。以上

3、現(xiàn)象充分說明，采用簡單而有效的測量方法，即通過計算銀原子島的表面覆蓋率變化，可成功反映其物質密度等微觀結構的改變。
　　 進一步研究發(fā)現(xiàn)，當選取某一固定薄膜名義厚度(h

4、，原子力顯微鏡(AFM)測量顯示：原子島的平均高度HAFM隨沉積速率f逐漸升高，并且，最大平均高度(HAFM)max(對應于最大f)與最小平均高度(HAFM)min(對應于最小f)滿足(HAFM)max/(HAFM)min≈2。上述現(xiàn)象表明，銀原子島的表面形貌、微觀結構及凝聚機理與沉積速率存在重要依賴關系，隨后的理論分析也證實了此類結論。
　　 由二階段生長模型可知，分枝狀島由一顆顆緊致形島相互碰撞、粘結而成。實驗發(fā)現(xiàn)，兩個鄰近

5、緊致形島在相向運動的過程中，當島的間距w小于臨界距離wc時，即w　　 沉積在硅油基底表面的銅原子島(h=0.4nm)在真空腔里放置13分鐘后立

6、即取出并拿到光學顯微鏡下在室溫及大氣范圍中觀察其形貌演化。在觀察時間t=0-120分鐘內，銅原子島的形貌由模糊不清到逐漸清晰可辨，其尺寸不斷增加。在t>120分鐘范圍內，原子島形貌幾乎沒有發(fā)生明顯變化。上述現(xiàn)象表明，銅原子島在硅油基底表面演化過程中，其內部結構必定發(fā)生變化。AFM測量顯示：原子島由一顆顆原子顆粒組成，其平均直徑幾乎不隨t發(fā)生改變(大約為33nm)；在整個演化過程中，銅原子島的平均高度由7±1nm增加到13±1nm。TEM

7、測量顯示：在t=0和120分鐘時，銅原子島均為多晶結構，并且由尺寸更小的銅原子晶粒組成，其晶粒直徑幾乎沒有變化(約為4nm)。上述現(xiàn)象表明，銅原子島在演化過程中，通過相互碰撞擠壓使一部分原子顆粒的位置提升，導致原子島的平均高度上升，因此，原子島的光學形貌隨之逐漸清晰。此外，實驗還發(fā)現(xiàn)，銅原子島的表面形貌及微觀結構與其他實驗條件(如薄膜名義厚度及沉積速率等)也存在重要依賴關系。
　　 本文各章節(jié)安排內容如下：
　　 第一章

8、：綜述固體基底表面薄膜生長的表面動力學；介紹水面、咖啡滴以及離子液體中顆粒的凝聚行為；最后詳細講述硅油基底表面各種金屬原子島的表面形貌、成功機理、微觀結構及物理特性等。
　　 第二章：系統(tǒng)介紹硅油基底表面銀原子島的表面形貌、物質密度、島間長程作用力及凝聚機理等。銀原子的凝聚行為與實驗條件(如薄膜名義厚度、沉積速率及基底特性等)存在重要依賴關系。
　　 第三章：詳細研究了室溫及大氣氛圍中銅原子島形貌及微觀結構的演化過程及其