固液界面在大量过程中是重要和必不可少的，比如催化、电化学、润滑、晶体生长等，目前大多数晶体生长过程中的固液界面模型的构建是基于宏观热力学，然而忽略了固液界面上原子级排列等。有鉴于此，瑞士洛桑联邦理工学院Anna Fontcuberta i Morral、Michele Ceriotti等报道了通过实验和分子动力学模拟方法对与液态Ga界面结合的GaAs以纳米线结构生长过程。作者揭示了液体结构和生成双层膜之间的相互作用关系，同时发现界面上的原子结构会引发优先选择特定结构的极性和多型现象。本工作位理解晶体生长过程和固液界面提供了经验和范例。

本文要点：

（1）

固体GaAs纳米线和液体Ga液滴之间的界面展现了3维上的规律排列，并取决于固体极性和反应温度。界面顺序作用是液体和固体界面之间的经典相互作用。作者通过第一性远离、机器学习相结合，为液体界面上的生长提供了原子级别的机理，同时发现该生长过程受到特定极性和缺陷影响。

在[111]方向上，GaAs会组成双层As-Ga哑铃型结构，由于As和Ga的电负型不同，这种双层结构组成内建电场。界面上的Ga会形成规律排列的原子结构，趋向于形成Ga-Ga原子对结构。

（2）

在GaAs (100)基底上生长GaAs纳米线。通过旋涂氢倍半硅氧烷、甲基异丁基酮混合溶液，在300 ℃中煅烧10 min，得到3.3 nm SiO₂层。在MBE装置中分别在150 ℃，300 ℃中煅烧，随后生长GaAs。

参考文献

Mahdi Zamani, Giulio Imbalzano, Nicolas Tappy, Duncan T. L. Alexander, Sara Martí‐Sánchez, Lea Ghisalberti, Quentin M. Ramasse, Martin Friedl, Gözde Tütüncüoglu, Luca Francaviglia, Sebastien Bienvenue, Cécile Hébert, Jordi Arbiol, Michele Ceriotti*, Anna Fontcuberta i Morral*

3D Ordering at the Liquid–Solid Polar Interface of Nanowires

DOI：10.1002/adma.202001030

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202001030