蜘蛛网上的水珠

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研 究快讯　

ｎ 　　 ｎｄ　 Ｊｅ　 １ ｐｐ．Ｐｈ ｓ ｔ． ０ ０， ［ 　 Ｈｏ ｇ ＳＫ，Ｈａ ａ ａＴ，ＫｏＨ　　ｔａ． Ａ １ ｙ ．Ｌｅｔ ，２ ０ 　 ３］

７ （２ ：３７　 ７２ ） ５ １

ｍｍｅｕ ｒ　　 ｌ￣ｅＪＦ，Ｓ ｏ 　 ｖｂ Ｌ，Ｊｍａｄ Ｆ ｅ　 １ Ａｐ １ Ｐ１ｓ ｅｔ 　 ｏ ｒ　 　ｔａ ． ｐ ． ｌ ．Ｌ ｔ ｙ ．， ［ 　 Ｒｏ ４］

２０ ８ （ ）：８　 ０３， ３ ２ ２ ７

ｌ ［５］ Ｚ ｕＪ，Ｚ ｏ　 　 ，Ｘ ａＣ Ｔ ｅ　１ ｒｓａ　 ｒｗｈ，２ ０ ，２０：１５ 　 ｏ 　 ｈ ｕ ＳＭ ｉ　 　 　ｔａ．Ｃｙ ｔ Ｇ ｏ ｔ ０ ５ ８ ８ 　

＼ 　

【６］ Ｇ ｏｈＲ， ａａ　 　 ｈｓ　 Ｂ ｓｋＤ．Ｊ ｐｉ ｈｓ ， ０ ４ ９ （ ） ２ ８　 ．Ａ ｐ．Ｐ ｙ． ２ ０ ， ６ ５ ： ６９

　　 ｕＧ　 ，Ｚｈ ｎ 　 　ｔａ．Ａｐ １ ｌ ｓ Ｊ ａ ｇＹ Ｚ ｅ　１ ｐ ．Ｐ１ ．Ｌｅｔ ２ ０ ｙ ｔ．，０ ７，９　 １ ［７］ Ｙｅ Ｚ Ｚ，Ｌ 　

髹　

（ １ ：１５ ３ １ ） １３０ 　

［８］ 　 ［９］ 　

深度／ ｍ　 ａ

Ｗ ａ ｇ Ｐ，Ｃｈ ｎ Ｎ Ｆ，Ｙｉ 　 　 ｎ　 ｅ　 　 ｎ Ｚ Ｇ． Ａｐ １ Ｐ ｙ ． Ｌ ｔ．， ０ ６， ８ ｐ． ｈ ｓ ｅｔ ２ ０ ８ 　

（ ５ ：１２ ０　 １ ） ５ １２

Ｌｎ Ｃ ｉ 　 　Ｃ，Ｃｈ ｎ Ｓ ｅ 　 　Ｙ，Ｃｈ ｎ 　Ｓ Ｙ　 ｔ ｏ ． Ａｐ １ Ｐｈ ｓ Ｌ ｔ．， ｅ ｇ 　 ｅ　 １ ｐ． ｙ ． ｅｔ 　

２ ０ ，８ （４）５ ４ 　 ０ ４ ４ ２ ：０ ０

ｂ ｔ　 ｗｉ Ｔ ｐ ．Ｊ ｐ ．Ｐ ｙ ． ９ ９ 　 ［Ｏ　 Ｊ ｓｐ 　 １ ］ ｏ ｅ ｈ Ｍ，Ｔａ ａａ Ｈ，Ｋａ ａ　 ．Ｊ ｎ ．Ａｐ １ ｈ ｓ ，１ ９ ，

图 ３ 样 品 Ａ 的 Ｓ ＭＳ图谱 　 Ｉ

３ ８：Ｌ ２ ５ １０ 　

高迁 移率 、 电阻 率 的 ｎ型 和 Ｐ型 Ｚ Ｏ薄 膜 ． 现　 低 ｎ 发

使 用低 纯度 （９ ５ ， 品 Ａ） Ｚ Ｏ靶材 得 到 的是　 ９ ．％ 样 的 ｎ

０ ０— ［ １　 Ｊｓ ｐ 　 ，Ｔ ｂ ｔ　 Ｓ ｅ ｉＨ　ｔａ． Ｐ ｙ ｉａ Ｂ，２ ０１，３ ２ 　 １ ］ ｏｅ ｈ Ｍ ａ ａａ Ｈ， ａｋ　 ｅ　 １ ｈ ｓｃ 　

３ ３： ４ 　 ０ １０

ｎ型 半 导 体 ； 使 用 高 纯 度 （９ ９ ％ ， 品 Ｂ） 而 ９．９ 样 的　 Ｚ Ｏ靶 材得 到 的是 Ｐ型半导 体 ． ｎ 　

（ ） 品 Ａ与 Ｂ的电学 陛能取决于 ｓ 衬底与 Ｚ Ｏ ２样 ｉ ｎ　

［２　 １］

Ｋ ｍ　 Ｋ，Ｋｉ Ｈ　 ｉ Ｋ　 ｍ　 Ｓ，Ｈｗａ ｇ Ｄ　 　 ｔ ａ ． Ａｐ １ Ｐ ｙ ． Ｌ ｔ．， ｎ 　 Ｋ ｅ　 １ ｐ． ｈｓ ｅｔ 　

２０ ，３ １ ６　 ０ ３８ （ ）：３

ｎ 　 　ｔａ ．Ｍａｅ．Ｌｅｔ ２０ ３，５ ３ １ ｔｒ ｔ．

， ０ ７：３１　 ［３　 Ｌ 　 ，Ｚ ａ ｇＹ ，Ｙｅ Ｚｅ　１ １］ ｕ Ｊ ｈ 　 　 ｈ ｏＢｅ　 １ ．Ｃ ｙｔ ｏｔ ０ ３， ５ ２ ３ ［４］ Ｗ ａ ｇＪ １ 　 ｎ 　 ，ＤｕＢ，Ｚ ａ 　 　ｔａ．Ｊ ｒｓ．Ｇｒｗ ｈ，２ ０ ２ ５： ９ 　 ｕ Ｙ　 ｕＳ，Ｌ ｏ 　 Ｃｅ　 ． ．Ｃ ｙｔ ａ ｏ ｈ，２ ０ １ 　 ［ ５　 Ｒｙ 　 Ｒ，Ｚｈ 　 ｏ ｋＤ　 　ｔ １Ｊ ｒｓ．Ｇｒｗｔ ０ ０，２ ６： １］

３ ０ ３ 　

薄膜两者的共 同作用 ， ｓ衬底 的作用更为重要． 而 ｉ 　

（） ３ 在低 纯 度 的样 品 Ａ 中 ， 在着 杂 质 元 素 Ｓ 存 　

从 Ｚ Ｏ薄 膜 向 ｓ 衬 底 扩 散 现 象 ， 且 以 施 主 缺 陷　 ｎ ｉ 并 Ｓ 的形 式 出现 在 ｓ 衬 底 中 ， 得 ｓ 衬 底 导 电类 型　 　 ｉ 使 ｉ

从 Ｐ型转 变为 ｎ型 ． 　

ｕＫ　ｔａ ．Ｊ ｒｓ．Ｇｒｗｔ ０ ３，２ ９：７９ ５ ２ 　 ［６］ Ｗａ ｇＣ，Ｊ　 １ 　 ｎ 　 ｉＺ，Ｌｉ　 ｅ　 １ ．Ｃ ｙｔ ｏ ｈ，２ ０

［７］ Ｌ ＢＳ ｊ　 　 Ｚ ｉ 　　ｔ １ ．Ｍ ｔ ．Ｒ ｓ ２０ ，１ （ ）　 １ 　 ｉ 　 ，ＩｕＹ Ｃ， ｈ ＺＺｅａ．Ｊ ａｅ ｅ ， ０ ３ ８ １ ： 　 　 　 ｒ

８ 　

［８］ １　 ［９］ １　 ［Ｏ　 ２］

Ｂａ ｇ Ｋ　Ｈ， Ｈｗａ ｇ Ｄ　 ｎ 　 ｎ 　 Ｋ， Ｐ ｒ 　Ｍ　Ｃ ｅ　 １ Ａｐ １ Ｓ ｒ ． Ｓ ｉ　 ａｋ 　 ｔａ． ｐ． ｕｆ ｃ ，

致谢

作 者 感 谢 复 旦 大 学 曹 永 明、 培 源 老 师 在　 方

２０ ， １ （ ＿４ １７ ０ ３ ２ ０ ３ － ）：７　

Ｃ ｅ　　 ｈ ｎ Ｌ Ｌ，Ｌｕ Ｇ　 　 Ｌ，Ｙｅ Ｚ Ｚ　ｔａ ．Ａｐ １ 　 　 ｅ　 １ ｐ ．Ｐｈ ｓ ｙ ．Ｌ ｔ．，２ ０ ８ 　 ｅｔ ０ ５， ７

ＳＭＳ实验 中提 供 的帮助 ． Ｉ 　 参 考文 献　

Ｚｈ ｏＪＬ，Ｌ　 Ｍ ，ＫｒｓｈｌＡ　ｔａ．Ａｐ １ ｈ ｓ ｅｔ．，２ ０７， ａ 　　 ｉＸ　 ｔｃ ｉ ｅ　１ 　 ｐ ．Ｐ ｙ ．Ｌ ｔ ０ 　

（５ ２２ ０ 　 ２ ）： ５ １ ６

Ｂｉ 　 Ｊ，Ｌ　 Ｍ ，Ｇａ　 Ｄ　ｔａ ．Ａｐ １ ｈ ｓ ｅｔ ，２ ０ 　 ｎ ａ Ｍ　 ｉＸ　 ｏＸ　 ｅ　 １ ｐ ．Ｐ ｙ ．Ｌ ｔ． ０ ４，

８ ４ ５ １—５ ３ ４（ ）：４ ４　

［１　 ２］

Ｏｈ ｔ　 ，Ｔ ｕ ａ ａ ｉＡ． Ｓ ｍｉｏ ｄ．Ｓ ｉ Ｔ ｃ ｎ １ ｍｏｏ Ａ ｓ ｋ ｚ ｋ　 ｅ ｃｎ ｃ ． ｅ ｈ ｏ ．，２ ０ ０ ５，２ 　 ０

９ （ ） ０ ２ １　 ０ ６ ： ６ １８

（） １ ４ ：Ｓ　

ｇ ｒＵ，Ａ ｉｏ　 　 ，Ｌｕ Ｃ ｅ ａ ． ．Ａ ｐ ．Ｐ ｙ ． ２ ０ ， ８ ｉ ｌ ｖ Ｙ Ｉ ｉ 　ｔ １ Ｊ ｐ １ ｈ ｓ ， ０ ５ ９ 　 ｖ 　 　 ［ ２　 ０ｚｉ 　 ２］ （ ） ０ １０　 ４ ： ４ ３１

［

　 ２］

Ｋｏ ａ ａ ｈ 　 ｂ ｙ ｓ ｉ Ｋ， Ｍａ ｓ ｂ ｒ　Ｔ， Ｍａ ｓ ｓ ｉ 　 　 ｔ ａ ． Ｔｈ ｎ ｏｉ 　 ｔｕ ａａ ｔ ｕ ｈ ｍａ Ｓ ｅ　 １ ｉ　Ｓ ｌ ｄ

Ｆ ｌ ，１ ９ ｉ ｍｓ ９ ５，２ ６：１ ６ ６ ０　

・

封面故事 ・ 　

蜘 蛛 网上 的水 珠　

液滴 的形 状是 由其界 面能 和重 力共 同决 定 的． 当液滴 尺 度 小 于 毛细 长 度 时 ， 自由状 态 下 的液 滴　

的形状接近完美的球形． 当一个小液体同固体表面有接触时 ， 如果液滴同固体表面完全浸润 ， 液滴将　 铺 开 ； 在部 分浸 润 的情 况下 ， 而 液滴 将维 持一 个 由接触 角所 表征 的泡泡 状 ． 液体 对一 维纤维 结 构如 头　

发、 棉线 、 蜘蛛 丝 的浸润会 表现 出更 富美感 的图案 ． 由于此处 液 一固间的界 面 面积小 于液 一气 间 的界　

面面积 ， 即使液体和纤维材料是完全浸润的 ， 液体也不会均匀地分布 ， 而是形成由肉眼看不见的微观　

薄膜 相连 接 的的液滴 串． 图所 示 为晨 曦 中的蜘蛛 网 ， 如 露水 在 蛛 丝上 聚集 （ 许 多 小 动 物来 说 ， 是　 对 这

它们获得饮用水 的途经） 形成一 串串晶莹剔透的水珠 ， ， 煞是好看． 类似的通过不均匀分布减小系统　 总能 的相变 行为 在许 多物理 学体 系 中都 能 观察 到 ， 有普 适 的意义 ． 具 　

（ 中国科 学院物 理研 究所 曹则 贤 ） 　

ｈ ｔ ／ｗｗｗ． ｌ． ｃ ｎ ｔｐ：／ ｗｕ ｉ ａ ．ｃ 　

物 理 ・ ７卷 （０ ８年 ） ３ ２０ ５期