Si(111)-(7×7)表面氢吸附诱导的纳米磁性
介观与纳米尺度物理
2018-11-21 v1
摘要
在非磁性半导体表面产生磁性对于实现自旋电子器件具有重要意义。特别是，量子纳米结构内电子自旋的耦合可用于纳米磁性应用。在此，我们基于第一性原理密度泛函理论计算证明，在Si(111)-(7×7)表面吸附H原子会诱导周围Si悬键(DBs)的自旋极化及其自旋有序。研究表明，在剩余原子位点的H吸附表现出类Jahn-Teller畸变，伴随从剩余原子到最近邻吸附原子的电荷转移。该电荷转移增加了这三个吸附原子在费米能级处的局域态密度，从而诱导Stoner型不稳定性，以产生吸附H原子周围吸附原子DBs的铁磁有序。同时，在吸附原子位点的H吸附不能诱导自旋极化，但随着吸附H原子增多，通过从剩余原子到吸附原子的电荷转移，剩余原子DBs的铁磁有序浮现。我们的发现提供了原子尺度上H诱导Si DBs自旋有序的微观机制，为在代表性半导体表面设计纳米尺度磁性开辟了新途径。
引用
@article{arxiv.1809.10880,
title = {Hydrogen adsorption-induced nanomagnetism at the Si(111)-(7$\times$7) surface},
author = {Xiao-Yan Ren and Chun-Yao Niu and Seho Yi and Shunfang Li and Jun-Hyung Cho},
journal= {arXiv preprint arXiv:1809.10880},
year = {2018}
}
备注
5 pages, 4 figures