RSS-ленты
РусскийEnglish
Выпуск 4, 2025 Получить статью →
Выпуски Авторы PACS Подписчикам Для авторов
Поиск →

Выпуски

 / 

2025

 / 

Апрель

←  →

К 270-летию Московского государственного университета (МГУ) имени М.В. Ломоносова. Обзоры актуальных проблем


Экзотические наноструктуры на поверхности металлов

†  а, ‡  а, б,  а, §  а
а Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Физический факультет, Ленинские горы 1 стр. 2, Москва, 119991, Российская Федерация
б Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова РАН, ул. А.Н. Косыгина 4, Москва, 119991, Российская Федерация

На сегодняшний день, помимо широко исследуемых нанообъектов, существует целый ряд менее популярных, но от этого не менее интересных экзотических наноструктур, которые по своим физико-химическим свойствам занимают некоторое промежуточное положение. В статье рассмотрены следующие экзотические наноструктуры, формирующиеся в биметаллических системах: атомные сверхрешётки, плоские дендриты, пальцеобразные выступы, связанные наноструктуры, погружённые в первый слой подложки, а также кластеры, формирующиеся под поверхностью на глубине нескольких атомных слоёв. Подробно обсуждаются как экспериментальные методы получения таких наноструктур, так и теоретические подходы к моделированию их формирования. Также обсуждаются физико-химические свойства экзотических наноструктур и возможные перспективы их технического применения.

Текст pdf (10 Мб)
Адреса для корреспонденции: † kolesnikov@physics.msu.ru, ‡ ag.syromyatnikov@physics.msu.ru и § klavsyuk@physics.msu.ru
Ключевые слова: наноструктуры, поверхность, сверхрешётки, дендриты, кластеры, формирование, биметаллические системы
PACS: 61.46.−w, 68.70.+w, 81.16.−c (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2024.08.039736
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2025/4/d/
Цитата: Колесников С В, Сыромятников А Г, Салецкий А М, Клавсюк А Л "Экзотические наноструктуры на поверхности металлов" УФН 195 377–394 (2025)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 19 апреля 2024, доработана: 5 июня 2024, 10 августа 2024

English citation: Kolesnikov S V, Syromyatnikov A G, Saletsky A M, Klavsyuk A L “Exotic nanostructures on metal surfaces” Phys. Usp. 68 (4) (2025); DOI: 10.3367/UFNe.2024.08.039736

Список литературы (160) ↓

  1. Chakraborty T, Pietilainen P The Quantum Hall Effects: Integral and Fractional (Springer Series in Solid-State Sciences) Vol. 85 (Berlin: Springer-Verlag, 1995)
  2. Stormer H L Rev. Mod. Phys. 71 875 (1999)
  3. Datta S Electronic Transport in Mesoscopic Systems (Cambridge: Cambridge Univ. Press, 1995)
  4. van Wees B J et al Phys. Rev. Lett. 60 848 (1988)
  5. Katsnelson M I Graphene: Carbon in Two Dimensions (New York: Cambridge Univ. Press, 2012)
  6. Novoselov K S et al Science 306 666 (2004)
  7. Новосёлов К С УФН 181 1299 (2011); Novoselov K S Rev. Mod. Phys. 83 837 (2011)
  8. Морозов С В, Новоселов К С, Гейм А К УФН 178 776 (2008); Morozov S V, Novoselov K S, Geim A K Phys. Usp. 51 744 (2008)
  9. Szacilowski K Chem. Rev. 108 3481 (2008)
  10. Žutić I, Fabian J, Das Sarma S Rev. Mod. Phys. 76 323 (2004)
  11. Enders A, Skomski R, Honolka J J. Phys. Condens. Matter 22 433001 (2010)
  12. Durkan C Current at the Nanoscale (Singapore: World Scientific, 2013)
  13. Vajtai R (Ed.) Springer Handbook of Nanomaterials (New York: Springer, 2013)
  14. Gogotsi Y (Ed.) Nanomaterials Handbook (Boca Raton, FL: CRC Press, 2017)
  15. Mustansar Hussain C (Ed.) Handbook of Nanomaterials for Industrial Applications (Amsterdam: Elsevier, 2018)
  16. Кульбачинский В А Физика наноструктур (М.: Физматлит, 2022)
  17. Колесников С В "Исследование самоорганизации наноструктур на поверхности меди" Дисс. ... канд. физ.-мат. наук (М.: Московский гос. ун-т им. М.В. Ломоносова, 2010)
  18. Wang J et al Mater. Today Phys. 2 6 (2017)
  19. Kumar R et al Nano Res. 12 2655 (2019)
  20. Чернозатонский Л А, Артюх А А УФН 188 3 (2018); Chernozatonskii L A, Artyukh A A Phys. Usp. 61 2 (2018)
  21. Ganatra R, Zhang Q ACS Nano 8 4074 (2014)
  22. Li X, Zhu H J. Materiomics 1 (1) 33 (2015)
  23. Duong D L, Yun S J, Lee Y H ACS Nano 11 11803 (2017)
  24. Zhang D et al Nat. Rev. Mater. 8 25 (2023)
  25. Клавсюк А Л, Салецкий А М УФН 185 1009 (2015); Klavsyuk A L, Saletsky A M Phys. Usp. 58 933 (2015)
  26. Rubio G, Agraït N, Vieira S Phys. Rev. Lett. 76 2302 (1996)
  27. Клавсюк А Л "Процессы формирования и свойства металлических одномерных атомных структур" Дисс. ... д-ра физ.-мат. наук (М.: Московский гос. ун-т им. М.В. Ломоносова, 2021)
  28. Сыромятников А Г и др УФН 191 705 (2021); Syromyatnikov A G et al Phys. Usp. 64 671 (2021)
  29. Choi D-J et al Rev. Mod. Phys. 91 041001 (2019)
  30. Сыромятников А Г "Теоретическое исследование процессов формирования и структурных свойств металлических атомных проводов" Дисс. ... канд. физ.-мат. наук (М.: Московский гос. ун-т им. М.В. Ломоносова, 2020)
  31. Lu X, Akasaka T, Slanina Z Handbook of Fullerene Science and Technology (Singapore: Springer, 2022)
  32. Dresselhaus M S, Dresselhaus G, Avouris P (Eds) Carbon Nanotubes. Synthesis, Structure, Properties, and Applications (Topics in Applied Physics) Vol. 80 (Berlin: Springer-Verlag, 2001)
  33. Charlier J-C, Blase X, Roche S Rev. Mod. Phys. 79 677 (2007)
  34. Pei L Z, Wang S B, Fan C G Recent Patents Nanotechnol. 4 (1) 10 (2010)
  35. Park M-H et al Angew. Chem. Int. Ed. 50 9647 (2011)
  36. Bardi U Rep. Prog. Phys. 57 939 (1994)
  37. Лоскутов А Ю, Михайлов А С Основы теории сложных систем (М.-Ижевск: Регулярная и хаотическая динамика, Ин-т компьют. исслед., 2007)
  38. Александров Д В, Галенко П К УФН 184 833 (2014); Alexandrov D V, Galenko P K Phys. Usp. 57 771 (2014)
  39. Farmer J D, Ott E, Yorke J A Physica D 7 153 (1983)
  40. Колмогоров А Н ДАН СССР 119 861 (1958)
  41. Brune H et al Surf. Sci. 349 L115 (1996)
  42. Negulyaev N N et al Phys. Rev. B 77 125437 (2008)
  43. Lucci F R et al J. Phys. Chem. C 118 3015 (2014)
  44. Lucci F R et al J. Phys. Chem. C 119 24351 (2015)
  45. Kurnosikov O, Kohlhepp J T, de Jonge W J M Europhys. Lett. 64 77 (2003)
  46. van Gastel R et al Surf. Sci. 605 1956 (2011)
  47. Kurnosikov O et al Phys. Rev. B 77 125429 (2008)
  48. Kurnosikov O et al Phys. Rev. Lett. 102 066101 (2009)
  49. Kurnosikov O, Swagten H J M, Koopmans B Phys. Rev. Lett. 106 196803 (2011)
  50. Браун О М, Медведев В К УФН 157 631 (1989); Braun O M, Medvedev V K Sov. Phys. Usp. 32 328 (1989)
  51. Shockley W Phys. Rev. 56 317 (1939)
  52. Баранов А Н "Физические свойства адатомов и малых кластеров на поверхности металлов" Дисс. ... канд. физ.-мат. наук (М.: Московский гос. ун-т им. М.В. Ломоносова, 2002)
  53. Смирнов А С "Наноструктуры, стабилизированные поверхностными состояниями, и их магнитные свойства: теоретические исследования" Дисс. ... канд. физ.-мат. наук (М.: Московский гос. ун-т им. М.В. Ломоносова, 2009)
  54. Park K-H et al Appl. Phys. Lett. 75 139 (1999)
  55. Knorr N et al Phys. Rev. B 65 115420 (2002)
  56. Stepanyuk V S et al Phys. Rev. B 68 205410 (2003)
  57. Silly F et al Phys. Rev. Lett. 92 016101 (2004)
  58. Crommie M F, Lutz C P, Eigler D M Science 262 218 (1993)
  59. Crommie M F, Lutz C P, Eigler D M Nature 363 524 (1993)
  60. Сыромятников А Г, Клавсюк А Л, Салецкий А М Письма в 100 26 (2014); Syromyatnikov A G, Klavsyuk A L, Saletsky A M JETP Lett. 100 24 (2014)
  61. Morgenstern K, Rieder K-H New J. Phys. 7 139 (2005)
  62. Tierney H L, Baber A E, Sykes E C H J. Phys. Chem. C 113 7246 (2009)
  63. Bardeen J Phys. Rev. Lett. 6 57 (1961)
  64. Tersoff J, Hamann D R Phys. Rev. B 31 805 (1985)
  65. Lau K H, Kohn W Surf. Sci. 75 69 (1978)
  66. Repp J et al Phys. Rev. Lett. 85 2981 (2000)
  67. Hyldgaard P, Persson M J. Phys. Condens. Matter 12 L13 (2000)
  68. Stepanyuk V S et al Phys. Rev. B 70 075414 (2004)
  69. Ziegler M et al Phys. Rev. B 79 075401 (2009)
  70. Ternes M et al Prog. Surf. Sci. 85 (1) 1 (2010)
  71. Negulyaev N N et al Phys. Rev. Lett. 102 246102 (2009)
  72. Ziegler M et al Phys. Rev. B 78 245427 (2008)
  73. Yokoyama T et al Phys. Rev. Lett. 98 206102 (2007)
  74. Ternes M et al Phys. Rev. Lett. 93 146805 (2004)
  75. Fernandez-Torrente I et al Phys. Rev. Lett. 99 176103 (2007)
  76. von Hofe Th, Kröger J, Berndt R Phys. Rev. B 73 245434 (2006)
  77. Negulyaev N N et al Phys. Rev. B 79 195411 (2009)
  78. Negulyaev N N et al Phys. Rev. B 74 035421 (2006)
  79. Dong L, Gao Z, Lin N Prog. Surf. Sci. 91 101 (2016)
  80. Barth J V Annu. Rev. Phys. Chem. 58 375 (2007)
  81. Бутова В В и др Успехи химии 85 280 (2016); Butova V V et al Russ. Chem. Rev. 85 280 (2016)
  82. Ogura S et al Phys. Rev. B 73 125442 (2006)
  83. Brodde A et al J. Vac. Sci. Technol. B 9 920 (1991)
  84. Sibert E et al Surf. Sci. 572 115 (2004)
  85. Wasniowska M et al Phys. Rev. B 78 035405 (2008)
  86. Parschau M, Christmann K Berichte Bunsengesellschaft phys. Chemie 99 1376 (1995)
  87. Käsberger U, Jakob P Surf. Sci. 540 76 (2003)
  88. Bach Aaen A et al Surf. Sci. 408 43 (1998)
  89. Hwang R Q et al Phys. Rev. Lett. 67 3279 (1991)
  90. Röder H et al Phys. Rev. Lett. 74 3217 (1995)
  91. Buchner F Surface: Supramolecular Ordering, Electronic Properties and Reactivity (Berlin: Springer-Verlag, 2010)
  92. Meyer A et al Phys. Rev. B 82 085424 (2010)
  93. Parschau M, Schlatterbeck D, Christmann K Surf. Sci. 376 133 (1997)
  94. Vicsek T Fractal Growth Phenomena (Singapore: World Scientific, 1992)
  95. Witten T A (Jr.), Sander L M Phys. Rev. Lett. 47 1400 (1981)
  96. Langer J S Rev. Mod. Phys. 52 1 (1980)
  97. Witten T A, Sander L M Phys. Rev. B 27 5686 (1983)
  98. Niemeyer L, Pietronero L, Wiesmann H J Phys. Rev. Lett. 52 1033 (1984)
  99. Honda K, Toyoki H, Matsushita M J. Phys. Soc. Jpn. 55 707 (1986)
  100. Meakin P Phys. Rev. A 27 604 (1983)
  101. Matsushita M et al J. Phys. Soc. Jpn. 55 2618 (1986)
  102. Voter A F Phys. Rev. B 34 6819 (1986)
  103. Fichthorn K A, Weinberg W H J. Chem. Phys. 95 1090 (1991)
  104. Trushin O et al Phys. Rev. B 72 115401 (2005)
  105. Henkelman G, Jónsson H J. Chem. Phys. 115 9657 (2001)
  106. Колесников С В и др Математическое моделирование 30 (2) 48 (2018); Kolesnikov S V et al Math. Models Comput. Simul. 10 564 (2018)
  107. Soy E, Liang Z, Trenary M J. Phys. Chem. C 119 24796 (2015)
  108. Todoroki N et al Electrocatalysis 7 97 (2016)
  109. Dokukin S A, Kolesnikov S V, Saletsky A M Surf. Sci. 689 121464 (2019)
  110. Zhang H et al J. Alloys Compd. 698 654 (2017)
  111. Rashid Md H, Mandal T K J. Phys. Chem. C 111 16750 (2007)
  112. Yan W et al J. Energy Chem. 64 583 (2022)
  113. Oura K et al Surface Science. An Introduction (Berlin: Springer, 2003)
  114. Woodruff D P (Ed.) Surface Alloys and Alloy Surfaces (The Chemical Physics of Solid Surfaces) Vol. 10 (Amsterdam: Elsevier, 2002)
  115. Dastoor P C et al Surf. Sci. 588 101 (2005)
  116. Canzian A, Mosca H O, Bozzolo G Surf. Rev. Lett. 11 235 (2004)
  117. Dokukin S A et al J. Alloys Compd. 763 719 (2018)
  118. Dokukin S A, Kolesnikov S V, Saletsky A M Comput. Mater. Sci. 155 209 (2018)
  119. Докукин С А, Колесников С В, Салецкий А М ЖЭТФ 162 686 (2022); Dokukin S A, Kolesnikov S V, Saletsky A M J. Exp. Theor. Phys. 135 671 (2022)
  120. Dokukin S A, Kolesnikov S V, Saletsky A M Eur. Phys. J. B 95 161 (2022)
  121. Устиновщиков Ю И УФН 190 715 (2020); Ustinovshchikov Yu I Phys. Usp. 63 668 (2020)
  122. Grant M L et al Phys. Rev. Lett. 86 4588 (2001)
  123. van Gastel R et al Surf. Sci. 521 10 (2002)
  124. Schmid A K et al Phys. Rev. Lett. 77 2977 (1996)
  125. Flores T, Junghans S, Wuttig M Surf. Sci. 371 1 (1997)
  126. Horch S et al Nature 398 134 (1999)
  127. Varotsos P A, Alexopoulos K D (Eds) Thermodynamics of Point Defects and Their Relation with Bulk Properties (Defects in Solids) Vol. 14 (Amsterdam: North-Holland, 1986)
  128. Korzhavyi P A et al Phys. Rev. B 59 11693 (1999)
  129. Polatoglou H M, Methfessel M, Scheffler M Phys. Rev. B 48 1877 (1993)
  130. Devyatko Yu N, Rogozhkin S V, Fadeev A V Phys. Rev. B 63 193401 (2001)
  131. McCarty K F, Nobel J A, Bartelt N C Nature 412 622 (2001)
  132. Hoshino T et al Phys. Rev. B 47 5106 (1993)
  133. Kolesnikov S V, Klavsyuk A L, Saletsky A M Phys. Rev. B 79 115433 (2009)
  134. Kolesnikov S V, Klavsyuk A L, Saletsky A M Surf. Sci. 612 48 (2013)
  135. Kolesnikov S V, Klavsyuk A L, Saletsky A M Eur. Phys. J. B 86 399 (2013)
  136. Колесников С В Письма в ЖЭТФ 99 329 (2014); Kolesnikov S V JETP Lett. 99 286 (2014)
  137. Kolesnikov S V, Klavsyuk A L, Saletsky A M ЖЭТФ 148 706 (2015); Kolesnikov S V, Klavsyuk A L, Saletsky A M J. Exp. Theor. Phys. 121 616 (2015)
  138. Lang P et al Solid State Commun. 92 755 (1994)
  139. Stepanyuk V S et al J. Magn. Magn. Mater. 165 272 (1997)
  140. Stepanyuk V S et al Phys. Rev. B 54 14121 (1996)
  141. Stepanyuk V S et al Phys. Rev. B 59 1681 (1999)
  142. Wildberger K et al Phys. Rev. Lett. 75 509 (1995)
  143. Stepanyuk V S et al Phys. Rev. B 53 2121 (1996)
  144. Pick Š et al Phys. Rev. B 70 224419 (2004)
  145. Клавсюк А Л, Колесников С В, Салецкий А М Письма в ЖЭТФ 99 750 (2014); Klavsyuk A L, Kolesnikov S V, Saletsky A M JETP Lett. 99 646 (2014)
  146. Pick Š et al Phys. Rev. B 68 104410 (2003)
  147. Lazarovits B, Szunyogh L, Weinberger P Phys. Rev. B 65 104441 (2002)
  148. Cabria I et al Phys. Rev. B 65 054414 (2002)
  149. Prüser H et al Phys. Rev. Lett. 108 166604 (2012)
  150. Weismann A et al Science 323 1190 (2009)
  151. Döhl R, Macht M-P, Naundorf V Phys. Status Solidi A 86 603 (1984)
  152. Ramsperger U et al Phys. Rev. B 53 8001 (1996)
  153. Siahaan T et al Phys. Rev. B 90 165419 (2014)
  154. Siahaan T et al Phys. Rev. B 94 195435 (2016)
  155. Лубов М Н, Трушин Ю В Письма в ЖТФ 41 104 (2015); Lubov M N, Trushin Yu V Tech. Phys. Lett. 41 102 (2015)
  156. Henkelman G, Jónsson H Phys. Rev. Lett. 90 116101 (2003)
  157. Xu H, Osetsky Yu N, Stoller R E Phys. Rev. B 84 132103 (2011)
  158. Kurnosikov O et al Phys. Rev. B 84 054109 (2011)
  159. Kulikov D V et al Appl. Surf. Sci. 267 128 (2013)
  160. Куликов Д В и др Письма в ЖТФ 35 (2) 8 (2009); Kulikov D V et al Tech. Phys. Lett. 35 57 (2009)
© Успехи физических наук, 1918–2025
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение