摘要： 基于半导体纳米线（NW）的异质结构是下一代光电器件（如柔性太阳能电池和发光二极管[1]）极具前景的材料体系。其减小的接触面积与表面应变弛豫特性，使其能在晶格失配衬底上实现外延生长——这是将不同III-V族半导体与现有硅基技术集成的关键优势。通过位置可控的纳米线有序阵列生长于硅基底，可提升器件均匀性与集成度，该工艺通常采用二氧化硅薄膜作为掩模。在掩模中制备圆形孔洞图案（图1(a)）可实现预定义位置与图案的定点纳米线生长，目前主要通过电子束光刻或纳米压印光刻等微纳加工技术实现[2]。重要工艺参数包括氧化层厚度、孔径与图案间距，需多步骤优化才能获得高产率均匀纳米线[3]。此外，催化颗粒常偏离孔洞中心，导致纳米线横截面出现非对称形貌[4]。本研究探索了聚焦离子束（FIB）直接图案化纳米线生长衬底的参数空间（图1），采用分子束外延（MBE）技术在带有40纳米热氧化层的FIB图案化Si(111)衬底上生长自催化GaAsSb纳米线，系统调控孔径尺寸、离子剂量与镓束重叠参数（图1(a-c)）。相较于传统光刻胶图案化技术，FIB有望提供更高灵活性与控制精度。同时，FIB图案化会在硅与二氧化硅中引入镓离子注入效应，这种独特作用可能对自催化纳米线生长及纳米线-衬底体系特性产生积极影响。MBE生长后，所有阵列均呈现三种典型生长模式（图1(d-e)）：最小孔径（10纳米图案）行特征为高直立纳米线产率（≤80%）；随着孔径增大，初期会出现更多寄生晶体生长，最终每个孔洞内形成2-5根多纳米线结构；当各列阵列剂量递增时，这些转变对应的图案化孔径呈比例减小。结果表明FIB可在单次生长过程中高效绘制参数空间，并实现从定向单纳米线、二维寄生晶体到多纳米线共存的生长模式调控。后续将通过原位透射电镜观测与单纳米线电学测试[5]来完善结构分析并研究其电学特性。除FIB图案化的灵活性外，由于镓离子注入效应及改变的纳米线-衬底界面，FIB图案化硅基底上生长的III-V族纳米线有望展现新颖特性。