Теоретическое изучение взаимодействия переходных металлов с поверхностью кремния (001)

С помощью ab-initio расчетов проведено моделирование взаимодействия атомов кобальта и железа с поверхностью кремния (001). При этом найдены наиболее выгодные позиции атомов кобальта и железа на поверхности кремния и показано, что наиболее энергетически выгодны подповерхностные положения (UD), когда атомы находятся в позиции под центром димера из атомов кремния. Также проведены расчеты возможных путей миграции атомов данных металлов по поверхности кремния и в подповерхностные положения. С помощью анализа энергии связи показано, что с увеличением количества атомов металла (начиная от изолированного атома до полностью заполненного двойного слоя) на поверхности кремния энергия адсорбции атома металла уменьшается на 0,85 эВ (для кобальта) и на 0,90 эВ для железа по сравнению с энергией адсорбции одиночных атомов. Расчет структур с полным двойным заполнением (заполнены как внутренние, так и поверхностные положения) показал, что наиболее энергетически выгодной является система с заполненным верхним слоем с симметричным положением атомов металла между двумя димерами одного димерного ряда с атомами металла во внутреннем UD-слое.