有限温度下掺杂诱导的硅团簇稳定化
介观与纳米尺度物理
2009-11-11 v1
摘要
随着小型化的发展，理解和控制诸如硅等具有重要意义的技术系统在纳米尺度上的性质变得相当重要。事实证明，尺寸在15-20个原子范围内的小硅团簇在加热时不稳定，实际上在1200 K到1500 K的温度范围内会碎裂。在本工作中，我们证明了通过引入合适的掺杂剂（此处为Ti）可以稳定此类团簇。具体来说，通过使用第一性原理密度泛函模拟，我们表明具有Frank-Kasper几何结构的Ti掺杂Si在高达2200 K的温度下保持稳定，仅在2600 K以上才碎裂。观察到的熔化转变是一个两步过程。第一步由大约600 K时的表面熔化引发。第二步是笼状结构的破坏，发生在大约2250 K，导致热容曲线出现一个峰。
引用
@article{arxiv.cond-mat/0609196,
title = {Dopant Induced Stabilization of Silicon Cluster at Finite Temperature},
author = {Shahab Zorriasatein and Kavita Joshi and D. G. Kanhere},
journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0609196},
year = {2009}
}
备注
6 pages, 8 Figs. Submitted to PRB