Вышедшие номера
Квантово-механическое моделирование системы Fe-Si(001) на стадии роста твердого смачивающего слоя
Минобрнауки, Физика низкоразмерных структур и полупроводниковых наноматериалов, FWFW-2021-0002
Заводинский В.Г. 1, Плюснин Н.И. 2,3, Горкуша О.А. 1
1Хабаровское отделение Института прикладной математики ДВО РАН, Хабаровск, Россия
2Военная академия связи им. Маршала Советского Союза С.М. Буденного, Санкт-Петербург, Россия
3Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН, Владивосток, Россия
Email: vzavod@mail.com, plusnin@dvo.ru, o_garok@rambler.ru
Поступила в редакцию: 9 августа 2023 г.
В окончательной редакции: 1 октября 2023 г.
Принята к печати: 23 октября 2023 г.
Выставление онлайн: 27 января 2024 г.

В рамках теории функционала плотности и метода псевдопотенциалов исследованы атомная и электронная структуры системы пленка-подложка при 0 K в состоянии минимума свободной энергии, при пошаговом (с величиной шага в один атомный диаметр Fe) осаждении твердого смачивающего слоя (SWL) Fe до толщины 8 монослоев (ML) на нормальную и сжатую в 1.33 раза решетку Si(001) в направлении <011> решетку Si(001). Показано, что SWL растет в три стадии: сначала формируется 2D-SWL c составами Fe2Si и FeSi на нормальной и соответственно сжатой подложке, а затем последовательно формируются 2D-SWL Fe и 3D-SWL Fe. В процессе роста SWL выстраивается трехмерное окружение атомов Fe и степень координации атомов Fe, при толщине Fe 6.4 ML, достигает 10-ти при толщине Fe 6.4 ML. В результате этого формируется электронная структура, характерная для объемной фазы (BP) Fe. После чего при толщине 8 ML Fe образуется метастабильная и стабильная BP Fe с bc-моноклинной и соответственно bcc-решеткой на нормальной и сжатой подложке. Этот процесс сопровождается уплотнением прилегающих слоев подложки Si и их трансформацией в фазы высокого давления. Ключевые слова: твердый смачивающий слой, координация атомов, электронные состояния, Fe-Si(001), моделирование.