Si(331)-(12×1)表面的原子与电子结构
材料科学
2018-12-31 v1
摘要
我们报道了利用平面波和严格局域基组的第一性原理方法对洁净 Si(331)-(12×1) 表面的原子与电子结构的研究。从 Zhachuk 和 Teys [Phys. Rev. B 95, 041412(R) (2017)] 提出的表面结构出发，我们对原子模型和局域基组进行了重要改进，这些改进对于正确描述扫描隧道显微镜（STM）图像所观测到的偏压依赖关系至关重要。表面模型中 Si 五聚体与 STM 所观测到的五聚体之间的尺寸失配在 Tersoff-Hamann 模型的框架下得到解释。我们估算了分隔不同 Si(331) 屈曲构型的能垒，表明该表面结构在室温下易于发生动态屈曲。研究发现，Si(331) 上的空电子态基本上局域于五聚体以及它们之间的间隙位和欠配位 Si sp² 类原子上，而占据电子态则局域于欠配位 Si sp³ 类原子和沟槽中的二聚体上。计算得到的电子态密度在 Si 的基本带隙中呈现出两个宽峰：一个靠近价带顶，另一个靠近导带底。由此得到的 0.58 eV 表面带隙与谱学研究结果极为吻合。
引用
@article{arxiv.1811.12075,
title = {Atomic and electronic structure of the Si(331)-(12$\times$1) surface},
author = {Ruslan Zhachuk and José Coutinho and Krisztián Palotás},
journal= {arXiv preprint arXiv:1811.12075},
year = {2018}
}