Структурная трансформация поверхностных слоёв Fe, индуцированная наличием графена

С. И. Конорев$^{1}$, С. И. Сидоренко$^{1}$, С. М. Волошко$^{1}$, В. Гонг$^{2}$

$^{1}$Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт имени Игоря Сикорского», просп. Победы, 37, 03056 Киев, Украина
$^{2}$Университет Хуейджоу, Лаборатория функциональных материалов электроники, 46 Янда Роуд, Хуейджоу, 516007 Гуандун, Китай

Получена: 20.10.2019; окончательный вариант - 24.04.2020. Скачать: PDF

Методом молекулярной динамики с использованием программного обеспечения LAMMPS исследованы процессы релаксации и реконструкции поверхностных слоёв Fe (001), (011), (111) до и после нанесения графена для двух температур — 300 и 400 К. Варьировался также угол сопряжения кристаллических решёток графена и Fe. Исследовано 12 модельных систем, для которых рассчитывались: полная, кинетическая и потенциальная энергии системы; изменение межплоскостных расстояний вдоль направления нормали к поверхности (релаксация) относительно невозмущённого состояния (объём); распределения атомов железа и углерода вдоль нормали к поверхности; послойные функции радиального распределения атомов С и Fe. Позиции атомов C и Fe, а также характер образованного поверхностного рельефа для разных систем Fe/графен, визуализированы с помощью 2$D$-карт атомного распределения.

Ключевые слова: молекулярная динамика, графен на поверхности железа, структурная релаксация, структурная реконструкция, свободная поверхность.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v42/i05/0669.html

PACS: 02.70.Ns, 61.43.Bn, 61.46.-w, 61.48.Gh, 68.35.B-, 68.65.Pq


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. A. K. Geim, Science, 324: 1530 (2009). Crossref
  2. A. Reina, X. Jia, J. Ho, D. Nezich, H. Son, V. Bulovic, M. S. Dresselhaus, and J. Kong, Nano Lett., 9: 30 (2009). Crossref
  3. H. Cao, Q. Yu, D. Pandey, R. Colby, D. Pandey, C. S. Park, J. Lian, D. Zemlyanov, I. Childres, V. Drachev, E. A. Stach, M. Hussain, H. Li, S. S. Pei, and Y. P. Chen, J. Appl. Phys., 107: 044310 (2010). Crossref
  4. J. Cho, L. Gao, J. Tian, H. Cao, W. Wu, Q. Yu, E. N. Yitamben, B. Fisher, J. R. Guest, Y. P. Chen, and N. P. Guisinger, ACS Nano, 5: 3607 (2011). Crossref
  5. T. F. Chung, T. Shen, H. Cao, L. A. Jauregui, W. Wu, Q. Yu, D. Newell, and Y. Chen, Internat. J. Modern Physics B, 27: 1341002 (2013). Crossref
  6. J. Wintterlin and M. L. Bocquet, Surf. Sci., 603: 1841 (2009). Crossref
  7. E. Voloshina and Yu. Dedkov, Phys. Chem. Chem. Phys., 14: 13502 (2012). Crossref
  8. М. М. Нищенко, С. В. Смольник, Н. А. Шевченко, Металлофиз. новейшие технол., 37, № 1: 67 (2015). Crossref
  9. А. Е. Галашев, В. А. Полухин, Журнал физической химии, 88, № 6: 997 (2014). Crossref
  10. А. Е. Галашев, Физика твердого тела, 56, № 5:1009 (2014).
  11. А. Е. Галашев, В. А. Полухин, Журнал физической химии, 89, № 8:1282 (2015). Crossref
  12. М. А. Васильев, Структура и динамика поверхности переходных металлов (Киев: Наукова думка: 1988).
  13. J. Wan, Y. L. Fan, D. W. Gong, S. G. Shen, and X. Q. Fan, Modelling Simul. Mater. Sci. Eng., 7: 189 (1999). Crossref
  14. K. O. Legg, D. W. Jepsen, and P. M. Maraus, J. Phys. C, 10: 937 (1977). Crossref
  15. H. D. Shin, F. Jona, U. Bardi, and P. M. Marcus, J. Phys. C, 13, No. 19: 3801 (1980). Crossref
  16. H. D. Shih, F.Jona, D. W. Jepsen, and P. M. Marcus, Surface Sci., 104: 39 (1981). Crossref
  17. http://lammps.sandia.gov/
  18. K. O. E. Henriksson, C. Bjorkas, and K. Nordlund, J. Phys.: Condens. Matter, 25: 445401 (2013). Crossref
  19. К. Оура, В. Г. Лифшиц, А. А. Саранин, А. В. Зотов, М. Катаяма, Введение в физику поверхности (Москва: Наука: 2006).
  20. K. O. Legg, F. Jona, D. W. Jepsen, and P. M. Marcus, J. Phys. C, 10: 937 (1977). Crossref
  21. H. D. Shih, F. Jona, D. W. Jepsen, and P. M. Marcus, Surface Sci., 104: 39 (1981). Crossref
  22. S. Kato and H. Kobayashi, Surface Sci., 27: 625 (1971). Crossref