Ge(111) 上 Ag 覆盖层亚单原子层结构：实验观测与第一性原理研究
材料科学
2019-09-25 v2
摘要
我们利用低能电子衍射、低能电子显微镜、扫描隧道显微镜以及基于密度泛函理论的计算，作为覆盖度和温度的函数，联合实验与理论确定了 Ge(111) 表面上 Ag 吸附原子的结构。实验上，洁净 Ge(111) 出现 c(2X8) 和 (2X1) 相，而 Ag 覆盖层引起 (4X4)、(V3XV3)R30 和 (3X1) 表面结构相。我们考察了这些不同相的生长行为对温度、Ag 沉积速率与覆盖度、衬底台阶密度以及温度循环历史的依赖关系。对电子与几何结构以及振动动力学的第一性原理计算表明，在未被重构的 Ge(111)、重构的 Ge(111)-2X1 和 Ge(111)-c(2X8) 结构中，具有吸附于三折空心（T4）位的 Ge 吸附原子的 Ge(111)-c(2X8) 构型是 Ge(111) 表面能量上最有利的相。该体系的 Ge(111)-Ag(3X1) 覆盖层具有 Ge 原子在缺失顶层重构表面上形成蜂窝状链，金属以 1/3 ML 覆盖度位于沟道中。Ge(111)-Ag(V3XV3)R30 覆盖层包含一层 Ag 在缺失顶层重构的 Ge(111) 表面上于表面原胞中形成不等价的 Ag 三角形。在低 Ag 覆盖度下形成的 Ge(111)-Ag(4X4) 覆盖层包含两个不同高度的三角形子单元：一个具有六个 Ag 吸附原子，另一个在完整的双层 Ge(111) 表面上具有三个 Ge 吸附原子。通过最小化表面自由能得到的温度与覆盖度依赖的表面相图，抓住了实验相图的主要特征。
引用
@article{arxiv.1908.00180,
title = {Sub-monolayer structures of Ag overlayers on Ge(111): experimental observations and first-principles study},
author = {Shree Ram Acharya and Cory H. Mullet and Jason A. Giacomo and Duy Le and Shirley Chiang and Talat S. Rahman},
journal= {arXiv preprint arXiv:1908.00180},
year = {2019}
}