库仑定律（库仑）

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1、库仑效应是自然界中的一种与电荷相关的基本相互作用，它普遍存在于物理学，化学和生物学等领域。库仑效应的一个典型例子就是金属球/颗粒的“库仑爆炸”（Coulomb explosion）现象。当一个金属球充电以后，电荷与电荷之间的相互排斥作用会导致系统的能量升高。当电荷量超过了临界值（瑞利不稳定极限）时，金属球会发生爆炸而分裂成几个小球，并以此来降低系统的库仑排斥能。

2、表面物理国家重点实验室的薛其坤/贾金锋研究组和美国犹他大学的刘峰研究组在研究Si(111)-7×7衬底上的Pb岛生长的过程中发现了一种奇异的熟化(coarsening)现象—利用STM针尖向Pb岛注入电荷之后，Pb岛会通过吸收周围其它Pb岛上的原子继续生长。结果导致了充电的Pb岛长大而周围未充电的Pb岛衰减的现象。正常的岛熟化过程是通过大尺寸的岛逐渐吃掉小尺寸的岛来降低整个体系的化学势的。这种现象不同于正常的熟化过程，它完全取决于Pb岛被注入电荷的情况，并且原子的迁移方向与岛的尺寸大小没有关系。

3、他们分别从实验和理论两方面证实了这种奇异的金属岛的熟化是由库仑效应引起的，并把这种现象命名为“库仑集聚”（Coulomb sink）。当电荷注入到半导体衬底上的金属岛中时，岛表面与衬底的电容关系使得充电岛的能量迅速升高。系统则通过增加充电岛体积（高度）的方式来改变其电容大小，并降低体系的总能量；同时周围的未充电岛的体积将变小。“库仑集聚”实际上是“库仑爆炸”的逆过程。这种库仑效应导致的金属岛熟化过程为我们提供了一个新的制备纳米结构的方法。

4、详细结果发表在2004年9月3日的Phys. Rev. Lett. 93, 106102(2004)上。该工作得到了国家自然科学基金委、国家科技部973和中国科学院的资助。

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