i-Al-Pd-Mn 上的准周期镓吸附层

利用扫描隧道显微镜（STM）、低能电子衍射（LEED）和密度泛函理论（DFT），我们证明了在二十面体（$i$-）Al-Pd-Mn 上准晶镓吸附层的形成。STM 形貌图像中可见准周期图案，包括 Ga 白花（GaWF）和 $\tau$ 膨胀 GaWF（$\tau$-GaWF），其中 $\tau$ 为黄金分割比。此外还识别出一种更大且更复杂的环状图案，由一个明亮中心和一个五边形外环组成。STM 图像的快速傅里叶变换呈现出明显的准周期斑点，从而在约 350 nm 的长度尺度上确立了准周期性。基于我们的 DFT 计算，Ga 在 i-Al-Pd-Mn 上的优先吸附位被确定为 Penrose P1 瓦片中心的 Mn 原子，或包含位于 5 个 Al 原子（5-Al）团簇中心的 Pd 原子的 P1 瓦片顶点。GaWF 图案由中心 Mn 原子周围的内层 6 原子 Ga 团簇（6-Ga）和吸附于 5-Al 团簇中心的 5 个 Ga 原子外环构成，两者均具有五重对称性。$\tau$-GaWF 图案由排列在 $\tau$-P1 平铺上的 6-Ga 建模，而环状图案由吸附在 Pd 原子上方 5-Al 团簇中心的 Ga 原子建模。GaWF、$\tau$-GaWF 和环状图案的边长与直径呈 $\tau$ 倍缩放，并与基于 DFT 的模型高度吻合。在所测量的整个束能范围内均检测到五重 LEED 图样，进一步证明了 Ga 单层的准周期特性。