Детермінізм локального атомового впорядкування моношарів золота у формуванні їхньої електронної структури

В. Л. Карбівський, А. О. Романський, А. П. Сорока, І. В. Сухенко, В. Х. Касьяненко, Л. І. Карбівська, В. В. Стоніс

Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна

Отримано: 01.09.2023; остаточний варіант - 10.12.2023. Завантажити: PDF

У рамках теорії функціоналу густини (ТФГ) розраховано повну та парціяльні густини електронних станів шаруватих структур золота різної симетрії товщиною від 1 до 10 моношарів. Показано, що перша координаційна сфера є визначальною у формуванні тонкої структури та ширини валентних зон моношарових структур золота. На розщеплення піків кривої повної густини станів, що приводить до більш тонкої структури, впливають не тільки довжини міжатомових зв’язків, але й взаємне розташування атомів. Встановлено вплив далекосяжних взаємодій на електронну структуру моношарів золота. Наприклад, для площини (110) зміна атомового порядку в третій координаційній сфері в результаті введення вакансії приводить до помітних змін на кривій повної густини станів, що свідчить або про значну роль атомів третьої координаційної сфери, або про істотний перерозподіл взаємодії $d$-орбіталей різних симетрій, що належать близьким сусідам. Встановлено кореляцію між щільністю пакування, а також кількістю сусідів у першій координаційній сфері та шириною енергетичних зон моношарів золота.

Ключові слова: металеві моношари, електронна структура, ТФГ, кристалічні дефекти, хемічні зв’язки.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v46/i03/0211.html

PACS: 61.46.Hk, 61.50.Lt, 61.72.jd, 68.35.bd, 71.15.Mb, 71.20.Be


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. V. L. Karbivskii, A. A. Romansky, L. I. Karbivska, and S. I. Shulyma, Appl. Nanosci., 12, No. 3: 781 (2021). Crossref
  2. V. L. Karbivskyy, V. V. Vyshniak, and V. H. Kasiyanenko, J. Adv. Microsc. Res., 6, No. 4: 278 (2011). Crossref
  3. V. Karbivskyy, L. Karbivska, and V. Artemyuk, Nanoscale Res. Lett., 11, No. 1: 69 (2016). Crossref
  4. L. I. Karbivska, V. L. Karbivskii, A. A. Romansky, O. Y. Kuznetsova, P. O. Teselko, and V. A. Artemyuk, 2019 IEEE 39th International Conference on Electronics and Nanotechnology (ELNANO), (2019).
  5. H. Häkkinen, Chem. Soc. Rev., 37, No. 9: 1847 (2008). Crossref
  6. F. Munoz, A. Varas, J. Rogan, J. A. Valdivia, and M. Kiwi, Phys. Chem. Chem. Phys., 17, No. 45: 30492 (2015). Crossref
  7. C. Liu, Y. Tang, P. Huo, and F. Chen, Mater. Lett., 257: 126708 (2019). Crossref
  8. G. Yi Jia, Q. Zhang, Z. Xian Huang, S. Bin Huang, and J. Xu, Phys. Chem. Chem. Phys., 19, No. 40: 27259 (2017). Crossref
  9. A. Kato, M. Suyama, C. Hotehama, H. Kowada, A. Sakuda, A. Hayashi, and M. Tatsumisago, J. Electrochem. Soc., 165, No. 9: A1950 (2018). Crossref
  10. R. Lemasters, C. Zhang, M. Manjare, W. Zhu, J. Song, S. Urazhdin, H.J. Lezec, A. Agrawal, and H. Harutyunyan, ACS Photonics, 6, No. 11: 2600 (2019). Crossref
  11. R. A. Maniyara, D. Rodrigo, R. Yu, J. Canet-Ferrer, D. S. Ghosh, R. Yongsunthon, D. E. Baker, A. Rezikyan, F. J. García de Abajo, and V. Pruneri, Nat. Photonics, 13, No. 5: 328 (2019). Crossref
  12. O. Guselnikova, P. Postnikov, R. Elashnikov, M. Trusova, Y. Kalachyova, M. Libansky, J. Barek, Z. Kolska, V. Švorčík, and O. Lyutakov, Colloids Surf. A, 516: 274 (2017). Crossref
  13. M. F. Matus and H. Häkkinen, Small, 17, No. 27 (2021). Crossref
  14. P. E. Blöchl, O. Jepsen, and O. K. Andersen, Phys. Rev. B, 49, No. 23: 16223 (1994). Crossref
  15. K. Schwarz, P. Blaha, and G. K. H. Madsen, Comput. Phys. Commun., 147, Nos. 1–2: 71 (2002). Crossref
  16. P. Blaha, K. Schwarz, F. Tran, R. Laskowski, G. K. H. Madsen, and L. D. Marks, J. Chem. Phys., 152, Iss. 7: 074101 (2020). Crossref
  17. E. Sjöstedt, L. Nordström, and D.J. Singh, Solid State Commun., 114, No. 1: 15 (2000). Crossref
  18. G. K. H. Madsen, P. Blaha, K. Schwarz, E. Sjöstedt, and L. Nordström, Phys. Rev. B, 64: 195134 (2001). Crossref
  19. J. P. Perdew, K. Burke, and M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett., 77, No. 18: 3865 (1996). Crossref
  20. K. Momma and F. Izumi, J. Appl. Cryst., 44, No. 6: 1272 (2011). Crossref
  21. J. M. Gottfried, K. J. Schmidt, S. L. M. Schroeder, and K. Christmann, Surf. Sci., 525, Nos. 1-3: 197 (2003). Crossref