Структурна трансформація поверхневих шарів Fe, індукована наявністю графену

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

$^{1}$Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», просп. Перемоги, 37, 03056 Київ, Україна
$^{2}$Університет Хуейджоу, Лабораторія функціональних матеріалів електроніки, 46 Янда Роад, Хуейджоу, 516007 Гуандун, Китай

Отримано: 20.10.2019; остаточний варіант - 24.04.2020. Завантажити: PDF

Методом молекулярної динаміки з використанням програмного забезпечення LAMMPS досліджено процеси релаксації та реконструкції поверхневих шарів Fe (001), (011), (111) до та після нанесення графену для двох температур — 300 і 400 К. Варіювався також кут спряження кристалічних ґратниць графену та Fe. Досліджено 12 модельних систем, для яких розраховувались: повна, кінетична та потенціальна енергії системи; зміна міжплощинних відстаней вздовж напряму нормалі до поверхні (релаксація) відносно незбуреного стану (об’єм); розподіли атомів Заліза та Вуглецю вздовж нормалі до поверхні; пошарові функції радіального розподілу атомів С та Fe. Позиції атомів С та Fe, а також характер утвореного поверхневого рельєфу для різних систем Fe/графен, візуалізовано за допомогою 2$D$-мап атомного розподілу.

Ключові слова: молекулярна динаміка, графен на поверхні заліза, структурна релаксація, структурна реконструкція, вільна поверхня.

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

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


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  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