近日，物理所表面物理国家重点实验室的薛其坤/贾金锋研究组与美国德州大学奥斯汀分校物理系的施至刚教授研究组合作，成功地利用STM对Si衬底上的Pb岛进行了操纵。操纵的精确程度可以达到单个原子层，并能同时控制105～106个原子的定向运动，实现了Si衬底上在一百纳米范围内任意厚度Pb岛的制备。 这种方法可以用来按照人们的意愿精确地构造更大尺度的纳米结构。

    纳米结构的物理和化学性质与尺寸有着密切的联系，能够精确的控制纳米结构的尺寸对基础研究和技术应用来说都具有重要的意义。利用扫描隧道显微镜(STM)可以实现对单个原子或分子的操纵，并能在原子尺度上精确地去构建纳米结构。但若要构建包含大量原子(上百万个或更多)的纳米结构，依靠单原子/分子操纵技术将要面临很大的困难。另一方面，利用自组装技术虽然能够制备出大范围的纳米结构，但是由于热力学涨落而难以精确控制尺寸。既能精确控制尺寸又能操纵大量原子的制备技术是一个难题。

    表面物理国家重点实验室的薛其坤/贾金锋研究组与美国德州大学奥斯汀分校物理系的施至刚教授研究组合作，成功地利用STM对Si衬底上Pb岛的进行了操纵。操纵的精确程度可以达到单个原子层，并能同时控制105～106个原子的定向运动。这种大尺度的原子操纵主要通过两个步骤来实现。首先是利用STM脉冲通过电场诱导新的岛或原子层形核，然后是触发诱导的自发原子扩散。通过对这两个过程的控制，可以实现Si衬底上在一百纳米范围内任意厚度Pb岛的制备。

    该研究的详细成果刊登在2004年3月12日的Phys. Rev. Lett. 92, 106104 (2004)上。该工作得到了国家自然科学基金委和国家科技部“973”项目的资助。