Многослойная релаксация, поверхностная энергия и фононы на вицинальных поверхностях переходных ГЦК металлов

• Автор: Липницкий, Алексей Геннадьевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 137 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение
Глава 1. Описание межатомных взаимодействий при теоретическом
изучении поверхностных фононов
1.1 Методы исследования поверхностных фононов
1.2 Метод погруженного атома
1.3 Построение потенциалов межатомных взаимодействий для
№, Си, Рс1, Аg, Р1 и Аи
Глава 2. Многослойная релаксация и поверхностная энергия вицинальных
поверхностей переходных ГЦК металлов
2.1 Кристаллическая структура вицинальных поверхностей
2.2 Многослойная релаксация вицинальных поверхностей
2.3 Энергия образования вицинальных поверхностей
Глава 3. Фононы переходных ГЦК металлов в объеме
и на поверхностях (100) и (111)
3.1 Фононы переходных ГЦК металлов в объеме кристалла
3.2 Расчет поверхностных фононов в модели тонкой пленки
3.3 Фононы на поверхностях Си(001) и Ag(001)
3.4 Фононы на поверхностях Си(111) и Ag(l 11)
Г лава 4. Исследование фононов на вицинальных поверхностях меди и
серебра
4.1 Колебательные состояния на поверхностях со ступенями
4.2 Фононы на поверхности (211)
4.3 Фононы на поверхностях (311) и (511)
4.3.1 Фононы на поверхностях Ag(311) и Си(311)
4.3.2 Фононы на поверхностях Ag(511) и Си(511)
4.4 Фононы на поверхностях (110), (331) и (221)
4.4.1 Фононы на поверхностях Ag(l 10) и Си(110)

4.4.2 Фононы на поверхностях А§(331) и Си(331)
4.4.3 Фононы на поверхностях А§(221) и Си(221)
Заключение
Литература

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Вицинальные поверхности на атомном (микроскопическом) уровне можно рассматривать как совокупность плоских фрагментов (террас) поверхностей с низкими индексами (100), (111), бесконечно протяженных в одном направлении и разделенных моноатомными ступенями в другом направлении (геометрические аспекты вицинальных поверхностей подробно изложены в работах [1-3]). Эти поверхности с высокими индексами Миллера играют важную роль в каталитических процессах, поскольку атомные узлы на ступенях являются предпочтительными для адсорбции различных атомов и молекул и, в зависимости от условий могут либо ускорять, либо замедлять реакции, протекающие на поверхностях [4,5]. Атомные узлы на ступенях важны для зарождения двумерных адсорбированных структур и роста кристаллов [6]. Для понимания переноса энергии во всех приведенных выше процессах, обусловленных наличием свободной поверхности, важно знать колебательную структуру поверхностей.
Несмотря на важность информации о поверхностных фононах при исследовании многих физических явлений с участием свободной поверхности твердого тела, колебательная структура поверхности активно изучается только последние десять - пятнадцать лет. Такая ситуация частично объясняется сложностью экспериментального определения дисперсионных кривых поверхностных фононов. Наметившийся в настоящее время прогресс в данной области обусловлен несколькими факторами. С экспериментальной точки зрения, развитием экспериментальных методов, таких как неупругое рассеяние атомов гелия и высокоразрешающая спектроскопия потерь энергии электронов (современный обзор экспериментальных исследований поверхностных фонов можно найти в работе [7]), позволяющих получать дисперсионные кривые поверхностных фононов для многих кристаллических поверхностей. На теоретическое изучение роли поверхности в колебательных свойствах твердого тела значительное влияние оказало появление компьютеров большой

Таблица
Релаксация поверхностей класса: (211) и (322).
Поверхность и число атомов на террасе “и Си Ці Ag Рё Аи Р1
Л,2 -10.3 -5.8 -10.5 -12.9 -18
(211) 2 ё2,3 .-5.1 -2.0 -6.1 -7.7 -10
<*3,4 7.3 4.2 6.9 7.4 9
й4,5 -5.6 -2.9 -5.0 -5.6 -7
*5,6 -1.1 -0.4 -1.1 -1.3 -1
й6,7 3.7 1.9 4.1 4.7 7
ё7,8 -2.5 -1.3 -2.5 -2.8 -4
д8,9 -0.1 0.0 -0.1 -0.4 -0
<*9,10 1.6 0.7 1.6 1.9 2
ё10,11 -1.2 -0.6 -1.2 -1.4 -2
11,12 0.1 0.1 0.1 0.0 -0
д12,13 0.6 0.3 0.7 0.8 1
а13,14 -0.5 -0.3 -0.6 -0.6 -1
ё14,15 0.1 0.1 0.1 0.1 0
Л1,2 -13.7 -8.1 -14.0 -16.9 -24
(322) 4 д2,3 -3.5 -1.6 -2.7 -2.9 -2
а3,4 -4.0 -1.7 -3.8 -4.6 -6
4,5 -6.2 -2.0 -8.8 -12.1 -17
ё5,6 14.0 7.4 . 13.7 15.3 19
*6,7 -7.0 -4.1 -5.9 -6.2 -7
й7,8 -2.8 -1.5 -2.5 -2.7 -3
а8,9 -2.8 -1.0 -3.5 -4.4 -6
а9,10 0.3 0.6 0.0 -0.3 0
с110,11 7.6 3.5 8.6 10.1 14
11,12 -3.5 -2.1 -3.1 -3.2 -4
<*12,13 -2.0 -1.0 -2.1 -2.4 -3
а13,14 -1.2 -0.4 -1.6 -2.1 -3
а14,15 1.2 0.8 1.2 0.9 0
ё15,16 3.3 1.4 3.7 4.4 6
а16,17 -1.9 -1.1 -1.7 -1.8 -2
с117,18 -1.2 -0.5 -1.3 -1.5 -1
(118,19 -0.4 -0.0 -0.6 -0.9 -1
19,20 0.9 0.5 1.1 0.9 1
Примечание. Здесь и далее изменение расстояний ёу между поверхностными атомными слоями приводится в процентах по отношению к межслоевому расстоянию. Знак соответствует уменьшению межслоевого расстояния, знак "+" - его увеличению.