Состав коллектива

  • Жачук Руслан Анатольевич, ИФП СО РАН, с. н. с., д.ф.-м.н,

Аннотация

С помощью расчетов из первых принципов, основанных на теории функционала плотности, исследована относительная термодинамическая устойчивость структур 3×3, 5×5, 7×7, 9×9, относящихся к семейству DAS-структур (dimer-adatom-stacking fault) на поверхности Si(111). С учетом фононного вклада в свободную энергию поверхности было найдено, что структура 5×5 более стабильна, чем 7×7 при низких температурах. Фазовый переход 7×7 → 5×5 должен происходить при температуре, близкой к комнатной, однако такая трансформация структуры поверхности при охлаждении образца затруднена из-за ограниченной подвижности атомов Si при низких температурах. Результаты показывают решающую роль фононной энтропии в формировании структуры 7×7 при повышенных температурах и метастабильный характер этой структуры при температурах ниже комнатной.

Финансовая поддержка

  • Грант РНФ №19-72-30023 «Физико-химические основы создания функциональных полупроводниковых наносистем», руководитель Латышев А.В., 2019 - 2022 (продлён как 23-72-33007)

Иллюстрации


DAS-модели структур 3×3, 5×5, 7×7 и 9×9 поверхности Si(111) (вид сверху)

Публикации

  • R. A. Zhachuk and J. Coutinho, “Crucial role of vibrational entropy in the Si(111)-7×7 surface structure stability”, Physical Review B (Impact Factor: 3.7), 105, 245306 (2022). DOI: 10.1103/PhysRevB.105.245306