Вышедшие номера
Моделирование атомного и электронного строения твердого смачивающего слоя Fe на Si(001), полученного послойным осаждением
Плюснин Н.И.1, Заводинский B.Г.2, Горкуша О.А.2
1Военная академия связи, Санкт-Петербург, Россия
2Хабаровское отделение Института прикладной математики ДВО РАН, Хабаровск, Россия
Email: nikolayplusnin@gmail.com
Поступила в редакцию: 22 декабря 2023 г.
В окончательной редакции: 22 декабря 2023 г.
Принята к печати: 30 декабря 2023 г.
Выставление онлайн: 14 февраля 2024 г.

Методом квантово-механического моделирования в рамках теории функционала электронной плотности изучена атомная и электронная структура твердого смачивающего слоя (SWL) Fe в процессе его роста при послойном нанесении (монослой за монослоем) на Si(001). Показано, что атомы Fe в SWL занимают промежутки между атомными рядами вдоль димерных цепочек Si(001)-2x1, а рост Fe происходит путем стратификации SWL двумерными (2D) слоями, верхний из которых имеет структуру и состав, соответственно, при толщине: 1-2 ML - (1x1)-FeSi; 3 ML - (2x2)R45o-Fe3Si; 3 ML, 4 ML и 5 ML - (1x1)-Si, (1x1)-FeSi и  (2x1)-Fe2Si; и  6-7 ML - (1x1)-Fe. В то же время, начиная с толщины d=2 ML, атомы подложки изменяют свою упаковку на гексагональную (с дефектами упаковки). В электронной структуре все это приводит к гибридизации состояний, изменению формы и положения полос с удалением их от уровня Ферми по энергии, заполнению состояний на этом уровне, и, при 2-3 ML, - нивелированию запрещенной зоны на нём до полного ее исчезновения. Ключевые слова: стратификация, упаковка атомов, плотность электронных состояний, квантово-механическое моделирование.
  1. J.M. Gallego, R. Miranda. J. Appl. Phys. 69, 3, 1377 (1991)
  2. Q.-G. Zhu, H. Iwasaki, E.D. Williams, R.L. Park. J. Appl. Phys. 60, 7, 2629 (1986)
  3. X. Wallart, H.S. Zeng, J.P. Nys, G. Delmai. Appl. Surf. Sci. 56-58, Part 1, 427 (1992)
  4. M. Fanciulli, S. Degroote, G. Weyer, G. Langouche. Surf. Sci. 377, 529 (1997)
  5. Y. Ufuktepe, M. Onellion. Solid State Commun. 76, 2, 1919 (1990)
  6. N.G. Gheorghe, M.A. Husanu, G.A. Lungu, R.M. Costescu, D. Macovei, C.M. Teodorescu. J. Mater. Sci. 47, 4, 1614 (2012)
  7. F. Sirotti, M. DeSantis, X. Jin, G. Rossi. Appl. Surf. Sci. 65-66, 800 (1993)
  8. J. Alvarez, A.L. Vazquez de Parga, J.J. Hinarejos, J. de la Figuera, E.G. Michel, C. Ocal, R. Miranda. Phys. Rev. B 47, 23, 16048(R) (1993)
  9. K. Ruhrnschopf, D. Borgmann, G. Wedler. Thin Solid Films 280, 1-2, 171 (1996)
  10. F. Zavaliche, W. Wulfhekel, H. Xu, J. Kirschner. J. Appl. Phys. 88, 9, 5289 (2000)
  11. Z.H. Nazir, C.-K. Lo, M. Hardiman. J. Magn. Magn. Mater. 156, 1-3, 435 (1996)
  12. W.-T. Tu, C.-H. Wang, Y.-Y. Huang, W.-C. Lin. J. Appl. Phys. 109, 2, 023908 (2011)
  13. N.I. Plusnin, V.M. Il'iashchenko, S.A. Kitan', S.V. Krylov. J. Phys.: Conf. Ser. 100, 5, 052094 (2008)
  14. Н.И. Плюснин, В.М. Ильященко, С.А. Китань, С.В. Крылов. Поверхность. Рентген., синхротрон. и нейтрон. исслед. 9, 86 (2009)
  15. A.M. Maslov, N.I. Plusnin. In: Physics and Technology of Nanostructured Materials IV.Ser.Defect and Diffusion Forum 386 (2018). P. 15-20
  16. Н.И. Плюснин. ЖТФ 93, 1, 155 (2023). [N.I. Plusnin. Tech. Phys. 93, 1, 146 (2023)]
  17. В.Г. Заводинский, Н.И. Плюснин, О.А. Горкуша. ЖТФ 94, 1 (2024). В печати
  18. M. Bockstedte, A. Kley, J. Neugebauer, M. Scheffler. Comp. Phys. Commun. 107, 1-3, 187 (1997)
  19. P. Hohenberg, W. Kohn. Phys. Rev. 136, 3B, B864 (1964)
  20. W. Kohn, L.J. Sham. Phys. Rev. 140, 4A, A1133 (1965)
  21. M.L. Cohen, V. Heine. In: Solid State Phys. / Eds H. Ehrenreich, F. Seitz, D. Turnbull. Academic Press, N. Y. (1970). V. 24. P. 38-249
  22. M. Fuchs, M. Scheffler. Comp. Phys. Commun. 119, 1, 67 (1999)
  23. A. Grob. J. Computat. Theor. Nanosci. 5, 5, 894 (2008)
  24. P. Bertoncini, D. Berling, P. Wetzel, A. Mehdaoui, B. Loegel, G. Gewinner, C. Ulhaq-Bouillet, V. Pierron-Bohnes. Surf. Sci. 454-456, 755 (2000)
  25. P. Bertoncini, P. Wetzel, D. Berling, A. Mehdaoui, B. Loegel, J.C. Peruchetti, G. Gewinner, V. Pierron-Bohnes, J.F. Berar, H. Renevier. Phys. Rev. B 65, 15, 155425 (2002)
  26. S.-F. Chen, H.-C. Chung, C.-P. Liu. Cryst. Growth. Des. 8, 11, 3885 (2008)
  27. L.C. Benetti, S.G. Alves, V.C. Zoldan, E. de Almeida Isoppo, C. Campos Pla Cid, Q. Lin, F.D.A. Aarao Reis, G. Zangari, A.A. Pasa. Cryst. Growth. Des. 23, 11, 7958 (2023)

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.