Исследование самоорганизации наноструктур на поверхности меди

• Автор: Колесников, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.07, 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 127 с. : ил.

Оглавление
Введение

Глава 1. Магнитные наноструктуры на поверхности металла обзор литературы

1.1 Магнитные свойства адатомов и небольших наноструктур на поверхности металла

1.2 Формирование наноструктур на поверхности металла.

1.2.1 Методы создания наноструктур на поверхности металла . .

1.2.2 Эпитаксиальный рост тонких пленок в системе СоСи0

1.2.3 Методы создания наноструктур, погруженных в поверхность металла

1.3 Образование поверхностных вакансий .

Постановка задачи

Глава 2. Методика компьютерного моделирования динамики адатомов и самоорганизации наноструктур на поверхности металла
2.1 Вычисление энергетических барьеров
2.1.1 Теория функционала электронной плотности.
2.1.2 Поиск ОСНОВНОГО СОСТОЯий системы методом МД
2.1.3 Полу классическая МД и потенциал взаимодействия адатомов .
2.2 Моделирование эволюции системы атомов.
2.2.1 Теория переходного состояния.
2.2.2 Методы МонтеКарло.
2.2.3 Решеточный кинегический метод МонтеКарло
2.3 Основные результаты второй главы
Глава 3. Формирование двухслойных островов Со на поверхности Си 0
3.1 Модификация энергетических барьеров вблизи островов Со . .
3.2 Основные атомные механизмы, отвечающие за формирование двухслойных кластеров Со на поверхности Си 0.
3.3 Самоорганизация двухслойных островов из атомов Со, напыленных на поверхность СиЮО
3.4 Основные результаты третьей главы
Глава 4. Формирование цепочек из атомов Со, погруженных в первый слой поверхности СиЮО
4.1 Основные механизмы формирования наноструктур из погруженных атомов Со
4.2 Самоорганизация системы атомов Со, погруженных в первый слой поверхности Си0
4.3 Основные результаты четвертой главы.
Глава 5. Формирование поверхностных вакансий при сканировании поверхности СиЮО с помощью СТМ
5.1 Модификация энергетических барьеров вблизи ступени
5.2 Основные механизмы формирования вакансий на поверхности
Си 0.
5.3 Увеличение скорости формирования поверхностных вакансий при сканировании .
5.4 Основные результаты пятой главы
Основные результаты и выводы
Литература


Практические же трудности её реализации обусловлены лишь тем, что мы сами являемся слишком крупными и громоздкими объектами, вследствие чего нам сложно осуществлять такие манипуляции". Спустя двадцать лет предсказания Ричарда Фейнмана начали сбываться3. В году был выпущен первый жесткий диск, предназначенный для установки на персональные компьютеры и имевший емкость 5 Мбайт. Дальнейшее развитие вычислительной техники позволило теоретически изучать свойства атомарных систем, используя различные методы, такие как метод функционала электронной плотности, метод функций Грина, метод молекулярной динамики, методы Монте-Карло и т. Не менее важным событием стало изобретение в году сканирующего туннельного микроскопа (СТМ), которое позволило не только "увидеть"отделы1ые атомы, но и манипулировать ими, создавая простейшие наиоразмерные структуры. Однако задачи сжатия информации и создания наноструктур с заданными свойствами остаются актуальными по сей день (и, судя по всему, останутся таковыми еще очень долго). Основной целью работы является выявление атомных механизмов, приводящих к самоорганизации наноструктур на поверхности меди, а также исследование влияния внешних условий на процесс самоорганизации. Исследовать взаимодействие между сканирующим туннельным микроскопом и поверхностью меди; исследовать влияние процесса сканирования на интенсивность образования поверхностных вакансий. На основе методов молекулярной динамики (МД) и кинетического метода Монте-Карло (КММК) разработана методика численного моделирования эволюции системы атомов на поверхности поверхности Си(ЮО) при различных внешних условиях, в том числе в процессе сканирования поверхности. Выявлены основные диффузионные процессы, приводящие к формированию двухслойных островов Со на поверхности Си(ЮО). Определены основные этапы эволюции системы атомов Со на поверхности Си(ЮО). Исследовано влияние температуры подложки и скорости напыления атомов Со на характер эволюции системы. Впервые установлены основные атомные механизмы, приводящие к формированию связанных наноструктур из атомов Со, погруженных в первый слой поверхности Си(ЮО). Данные наноструктуры представляют собой в общем случае угловые цепочки толщиной в 1-2 атома. Исследованы влияние внешних условий на характер формирования связанных наноструктур, а также их температурная устойчивость. Выяснены основные диффузионные переходы, отвечающие за образование свободных поверхностных вакансий. Установлено, что вакансии формируются преимущественно на верхней части ступени. Исследовано влияние гладкости ступени на интенсивность образования поверхностных вакансий. Изучено взаимодействие иглы сканирующего туннельного микроскопа (СТМ) с поверхностью Си(ЮО). Впервые показано, что влияние процесса сканирования на ступенчатую поверхность Си(0) сводится к уменьшению гладкости ступени и увеличению интенсивности образования поверхностных вакансий. Практическая ценность диссертационной работы состоит в том, что представленные в ней механизмы формирования наноструктур на поверхности меди могут быть использованы при анализе и интерпретации экспериментов по изучению самоорганизации. Полученные же зависимости динамики самоорганизации от внешних условий могут быть использованы, как в последующих экспериментах по изучению самоорганизации, так и непосредственно в процессе производства массивов нанообъектов с заданными физическими свойствами. Метод моделирования самоорганизации системы атомов на поверхности металлов типа (0). Микроскопический механизм формирования двухслойных островов Со на поверхности Си(ЮО), сценарии эволюции системы атомов Со при различных внешних условиях. Микроскопические механизмы диффузии атомов Со, погруженных в первый слой поверхности Си(ЮО), и формирования связанных наноструктур, сценарии эволюции системы погруженных атомов Со при различных внешних условиях. Влияние сканирующей) туннельного микроскопа (СТМ) на интенсивность образования поверхностных вакансий на поверхности Си(0). Глава 1 содержит обзор литературы, посвященной современным достижениям в создании наноструктур на поверхности металлов и исследовании их физических свойств.