Поверхность, границы раздела, тонкие пленки
Исследование с помощью молекулярной динамики образования димеров на поверхности (001) GaAs при низких температурах
Н. Д. Прасолов,
А. А. Гуткин,
П. Н. Брунков Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук, Санкт-Петербург, Россия
Аннотация:
Методом молекулярной динамики с использованием аналитического потенциала, учитывающего
$\sigma$- и
$\pi$-связи между атомами, выполнено моделирование образования димеров при низкотемпературной реконструкции (001) поверхности GaAs, оканчивающейся атомами Ga или As.
Определены величины уменьшения потенциальной энергии атомов при образовании поверхностного изолированного димера и обнаружено, что потенциальная энергия атома в As-димере на несколько десятых эВ ниже, чем в Ga-димере. В области температур 25–40 K исследована кинетика начальных этапов образования Ga-димеров и получено, что характеристическая энергия термической активации образования одиночных изолированных Ga-димеров составляет
$\sim$ 29 мэВ и ниже аналогичной величины для As-димеров (
$\sim$ 38 мэВ). В диапазоне температур 28–37 K оценены постоянные времени, характеризующие среднюю скорость преобразования одиночного димера в цепочку из двух димеров. Для двойных Ga- и As-димеров величины, обратные этим временам, оказались лежащими соответственно в диапазонах 10
$^{11}$–10
$^{12}$ и 10
$^{9}$–10
$^{10}$ с
$^{-1}$, тогда как подобные параметры для образования одиночных димеров лежат в диапазоне 4
$\cdot$10
$^{6}$–10
$^{8}$ и 1.4
$\cdot$10
$^{6}$–7.4
$\cdot$10
$^{7}$ с
$^{-1}$.
Ключевые слова:
наноиндентация, реконструкция поверхности, димеры атомов As, димеры атомов Ga, молекулярная динамика.
Поступила в редакцию: 31.08.2020
Исправленный вариант: 05.10.2020
Принята в печать: 09.10.2020
DOI:
10.21883/FTP.2021.02.50498.9516