α相FeSi₂纳米岛的晶格动力学与偏振依赖的声子阻尼
材料科学
2020-04-16 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
我们测定了外延生长在Si(111)表面上的亚稳、表面稳定的α相FeSi₂纳米岛的晶格动力学，其平均高度和宽度分别介于1.5至20 nm和18至72 nm之间。通过反射高能电子衍射、原子力显微镜和X射线吸收谱对纳米岛的晶体取向、表面形貌和局域晶体结构进行了研究。由核非弹性散射获得的Fe偏态声子态密度(PDOS)显示，随着平均岛高的减小，谱特征出现显著的阻尼和展宽。对偏振投影的Si和Fe偏态声子色散及PDOS的第一性原理计算，使得能够厘清xy偏振和z偏振声子对实验PDOS的贡献。利用理论结果对实验数据建模，揭示了平均尺寸小于10 nm的岛中z偏振声子阻尼增强的现象。该现象归因于低能z偏振声子与低能表面/界面振动模式耦合。由实验数据得到的热力学和弹性性质表现出显著的尺寸依赖行为。
引用
@article{arxiv.2003.02969,
title = {Lattice dynamics and polarization-dependent phonon damping in $\alpha$-phase FeSi$_{2}$ nanoislands},
author = {J. Kalt and M. Sternik and B. Krause and I. Sergueev and M. Mikolasek and D. Bessas and O. Sikora and T. Vitova and J. Göttlicher and R. Steininger and P. T. Jochym and A. Ptok and O. Leupold and H. -C. Wille and A. I. Chumakov and P. Piekarz and K. Parlinski and T. Baumbach and S. Stankov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.02969},
year = {2020}
}
备注
13 pages, 9 figures, 3 tables