Квантово-механическое моделирование системы Fe-Si(001) на стадии роста твердого смачивающего слоя

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 $\langle$011$\rangle$ решетку Si(001). Показано, что SWL растет в три стадии: сначала формируется 2$D$-SWL c составами Fe$_2$Si и FeSi на нормальной и соответственно сжатой подложке, а затем последовательно формируются 2$D$-SWL Fe и 3$D$-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.