Диплом, курсовая, контрольная работа
Помощь в написании студенческих работ

Теоретическое исследование процессов формирования и физических свойств наноструктур на поверхности металлов

Диссертация: Теоретическое исследование процессов формирования и физических свойств наноструктур на поверхности металлов
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Цель работы заключалась в теоретическом изучении атомных механизмов, ответственных за формирование однои двумерных наноструктур на кристаллографической поверхности (110), и моделировании явления самоорганизации наноструктур в процессе зпитаксиального роста. Важной задачей являлось исследование структурных, магнитных и термодинамических свойств поверхностных низкоразмерных систем. Разработана… Читать ещё >

Содержание

  • ГЛАВА 1. ФОРМИРОВАНИЕ И САМООРГАНИЗАЦИЯ ОДНО- И ДВУМЕРНЫХ НАНОСТРУКТУР НА ПОВЕРХНОСТИ: ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ И ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ?
    • 1. 1. Подходы к созданию наноструктур на поверхности
    • 1. 2. Физические принципы работы СТМ
    • 1. 3. Формирование наноструктур с помощью СТМ
    • 1. 4. Рост наноструктур (нанопроводов, нанокластеров) в процессе атомной самоорганизации
  • Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ РОСТА, САМООРГАНИЗАЦИИ И ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ НАНОСТРУКТУР НА ПОВЕРХНОСТИ
    • 2. 1. Методы расчета квантово-механических свойств наноструктур из первых принципов: теория функционала электронной плотности.&bdquo
      • 2. 1. 1. Теорема Хоэнберга-Кона
      • 2. 1. 2. Уравнения Кона-Шема
      • 2. 1. 3. Приближение локальной спиновой плотности.4В
      • 2. 1. 4. Пакет первопринципных расчетов УА5Р
    • 2. 2. Метод молекулярной динамики и межатомные потенциалы
      • 2. 2. 1. Межатомные потенциалы взаимодействия
      • 2. 2. 2. Метод молекулярной динамики
    • 2. 3. Метод кинетического Манте Карло
  • Глава 3. САМООРГАНИЗАЦИЯ И РОСТ АТОМНЫХ ПРОВОДОВ НА МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЯХ ЩК (110).""
    • 3. 1. Основные атомные события, определяющие рост нанопроводов на поверхностях ГЦК (110)
    • 3. 2. Моделирование роста наноструктур в процессе напыления Со и Ре на Р<3(110) методом кинетического Монте-Карло: зависимость морфологии поверхности от температуры и скорости напыления
    • 3. 3. Исследование устойчивости морфологии поверхностных наноструктур по отношению к вариациям входных параметров модели
  • Глава 4. РОСТ НАНОКЛАСТЕРОВ НА ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛОВ (110) В ПРОЦЕССЕ АТОМНОЙ САМООРГАНИЗАЦИИ
    • 4. 1. Атомные события, определяющие рост Со на поверхности Cu (110}
    • 4. 2. Моделирование эпитаксиального роста Со на Си (110) при комнатной температуре. Исследование влияния мезоскопических релаксаций на морфологию поверхности
    • 4. 3. Сравнительный анализ роста Со на Cu (110) и Со на Pd (l 10)
  • ДЛЯ РАСЧЕТА ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ОБЪЕМНЫХ КРИСТАЛЛОВ И НАНОКЛАСТЕРОВ НА ПОВЕРХНОСТИ
    • 5. 1. Расчет термодинамических свойств меди методом молекулярной динамики
    • 5. 2. Расчет температуры плавления, нанакпасгерав Си на Си (ЮО)
  • Основные результаты н
  • выводы

Теоретическое исследование процессов формирования и физических свойств наноструктур на поверхности металлов (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Лавинообразное развитие микроэлектроники, магнетоэлектроники и спинтроники в последние 10 лет привело к формированию миниатюрных устройств и приборов с характерным размером 10 нм. Дальнейшее уменьшение размеров вызовет появление систем, полностью подчиняющихся законам квантовой механики. Несмотря на определенные успехи, многие теоретические и практические аспекты, связанные с формированием и физическими свойствами наноструктур, остаются до сих пор невыясненными даже для простейших атомных систем, таких как тонкие пленки, нанокластеры, нанопровода и индивидуальные атомы на поверхностях.

Целью создания и изучения поверхностных наноструктур является возможность контроля и манипулирования их электронными и магнитными свойствами путем подбора соответствующей атомной структуры и типа подложки. До сих пор, однако, не выработано общего подхода к решению данной проблемы по причине сильной зависимости свойств яанообъектов от их внутренней структуры. Образование низкоразмерных: систем на поверхности и их свойства определяются сложным характером межатомного взаимодействия. Действенную помощь для детального описания таких систем оказывают теоретические методы, сопряженные с компьютерным экспериментом.

Самоорганизация атомов, эпкгаксиапьно напыленных на подложку, является основным способом формирования поверхностных наноструктур. Хотя физика этого явления исследуется на протяжении последних 15 лет, только сейчас стала понятной роль многих атомных процессов в формировании границы раздела (например, транспорта атомов с одного слоя растущей структуры в другой или процессов, связанных с атомным перемешиванием на поверхности). С другой стороны, в последнее время был совершен колоссальный прорыв в компьютерном эксперименте в физике твердого тела в связи с появлением мощных вычислительных комплексов. Эти 3 комплексы позволяют перейти к сложным моделям в описании реального межатомного взаимодействия низкоразмерньтх систем, что допускает более глубокое исследование природы явлений, возникающих на границе раздела. По этим двум причинам ряд моделей, описывающих рост наноструктур на поверхностях, должен быть на данном этапе пересмотрен.

Одной из фундаментальных задач современной физики поверхностных явлений является изучение термодинамических свойств чистых поверхностей и сформированных на них I гака структур. Знание об их поведении с повышением температуры, является актуальной задачей для конструирования наноустройств и наяоприборов в будущем, так как определит границы применимости созданных структур. Вопрос о плавлении малых нанокл астср о в до сих пор остается открытый.

Перечисленные обстоятельства показывают актуальность теоретического исследования и развития методов компьютерного моделирования явлений, связанных с самоорганизацией наноструктур на поверхности, а также изучения их структурных, магнитных и термодинамических свойств.

Цель работы заключалась в теоретическом изучении атомных механизмов, ответственных за формирование однои двумерных наноструктур на кристаллографической поверхности (110), и моделировании явления самоорганизации наноструктур в процессе зпитаксиального роста. Важной задачей являлось исследование структурных, магнитных и термодинамических свойств поверхностных низкоразмерных систем. Разработана также методика определения термодинамических свойств объемных кристаллов и наноструктур на поверхности.

Структура диссертации:

Основные результаты и выводы.

1. С помощью теории функционала электронной плотности, методов молекулярной динамики и кинетического Монте Карло развита методика исследования и моделирования процесса эпитаксиального роста атомов на кристаллографической поверхности (110) при заданных внешних условиях: температуре, концентрации и скорости напыления.

2. Основываясь на теории функционала электронной плотности, определены основные атомные механизмы, играющие роль в формировании границы раздела во время самоорганизации атомов на металлических поверхностях (110).

3. Показано, что атомные провода, формирующиеся на поверхности Рс1(110) при напылении 3(1 атомов, состоят из атомов Рс1, замененных из подложки, а не из атомов 3(1 элементов, как предполагалось в недавних экспериментальных исследованиях. Установлено влияние внешних параметров, таких как температура, скорость и уровень напыления, на процессы самоорганизации на металлической поверхности (110).

4. На уровне атомных механизмов изучен процесс формирования наноструктур в процессе напыления 3с1 атомов на поверхность Си (110) при комнатной температуре и выявлено, что доминирующим механизмом, определяющим режим роста, является атомное перемешивание напыляемых атомов и атомов подложки.

5. Выявлено, что атомные релаксации в наноструктурах и в подложке оказывают существенное влияние на атомные процессы и самоорганизацию низкоразмерных систем на поверхности (110).

6. Развита методика расчета термодинамических свойств объемных кристаллов и поверхностных наноструктур, основанная на методе молекулярной динамики с использованием многочастичных потенциалов межатомного взаимодействия.

7. На количественном уровне исследован вопрос о плавлении малых поверхностных наноструктур. Найдено, что их температура плавления сильно зависит от количества атомов и их геометрического расположения в структуре и может быть в несколько раз меньше, чем у объемного кристалла, состоящего из атомов того же сорта.

Заключение

.

В данной главе проведено исследование процессов плавления поверхности Си (ЮО) и нанокластеров Си на ней методом МД с использованием многочастичных потенциалов межатомного взаимодействия, основанных на первопринципных расчетах. Зафиксировано понижение Т плавления поверхности по сравнению с объемным кристаллом. Переход поверхности в жидкое состояние происходит путем формирования «квазижидкого» состояния в поверхностном слое толщиной порядка 4 — 5 А. Установлен немонотонный характер зависимости Т плавления малых кластеров Си на поверхности Си (ЮО) от их размеров (числа атомов в них). Выявлено существование «магических» кластеров, состоящих из 4, 9, 16, 25 атомов, Т плавления которых намного выше, чем у кластеров из другого числа атомов. Найдено, что локальное плавление малых кластеров на поверхности происходит при температурах ниже Г плавления поверхности.

Впервые показано, как с помощью метода МД может рассчитываться целый класс термодинамических свойств, зависящих от производной статистической суммы или производной логарифма статической суммы. Разработана методика расчета температуры плавления наноструктур на поверхностях. Представлены оригинальные результаты по исследованию температуры плавления малых поверхностных кластеров, состоящих из 2 — 40 атомов.

Показать весь текст

Список литературы

  1. J.V. Barth, G. Constantini, K. Kern. Engineering atomic and molecular nanostructures at surfaces // Nature, Vol. 437, 671 (2005).
  2. У. Моро. Микролитография: Принципы, методы, материалы: в 2 ч. // М.: Мир (1990).
  3. R. Young, J. Ward and F. Scire. The Topografmer: An Instrument- for Measuring Surface Microtopography // Rev. ScL Instrum., VoL 43, 999 (1972).
  4. J. Frenkel. On the electrical resistance of contacts between solid conductors. // Phys. Rev., Vol. 36, 1604 (1930).
  5. Л.Д. Ландау, E.M. Лифшиц, Квантовая механика (нерелятивистская теория). — Издание 3-е, переработанное и дополненное // М.: Наука (1974)
  6. G. Binnig, Н. Rohrer, Ch. Gerber, and E. Weibel. Tunneling through a controllable vacuum gap HAppl. Phys. Lett., Vol. 40, 178 (1982).
  7. G.K. Binnig, H. Rohrer, Ch. Gerber and E. Weibel. Surface Studies by Scanning Tunneling Microscopy // Phys. Rev. Lett., Vol. 49(1), 57 (1982).
  8. J. Tersoff, D.R. Hamann. Theory of. the scanning tunneling microscope // Phys. Rev. B. 31, 805 (1985).
  9. D.M. Eigler, E.K. Schweizer. Positioning single atoms with a scanning tunneling microscope II Nature, Vol. 334, 524 (1990).
  10. J.A. Stroscio, D.M. Eigler. Atomic and molecular manipulation with the scanning tunneling microscope // Science, Vol. 254, No. 5036, 1319 (1991).
  11. M.F. Crommie, C.P. Lutz, D.M. Eigler. Confinement of Electrons to Quantum Corrals on a Metal-Surface // Science, Vol. 262, No. 5131, 218 (1993).
  12. Z. Zhang, M.G. Lagally. Atomistic Processes in the Early Stages of thin film growth // Science, Vol. 276, 311 (1997).
  13. K.-F. Braun, K.-H. Reider. Engineering Electronic Lifetimes in Artificial Atomic Structures I I Phys. Rev. Lett., Vol. 88, N. 9, 9 6801(2002).
  14. S.-W. HI a, K.-F. Braun, K.-H. Reider. Single-atom manipulation mechanisms during a quantum corral construction II Phys. Rev. B. 67,201 402® (2003).
  15. N.N. Negulyaev, V.S. Stepanyuk, L. Neibergall, P. Bruno, W. Hergert, J. Repp, K.-H. Reider, G. Meyer. Direct evidence of the effect of quantum confinement of surface-state electrons on atomic diffusion // Phys. Rev. Lett., Vol. 101, 226 601 (2008).
  16. N. Nilius, T.M. Wallis, W. Ho. Development of One-Dimensional Band Structure in Artificial Gold Chains // Science, Vol. 297, 1853(2002).
  17. H. Brune. Microscopic view of epitaxial metal growth: nucleation and aggregation // Surf. Sci. Reports Vol. 31, 121(1998).
  18. D.E. Sanders. Predicted diffusion rates on fee (001) metal Surfaces for adsorbate/substrate combinations of Ni, Cu, Rh, Pd, Ag, Pt, Au // Surf. Sci. Vol. 260, 116 (1992).
  19. F.J. Himpsel, J.E. Ortega, G. J. Mankey, R.F. Willis. Magnetic nanostructures // Advaces in Physics, Vol. 47, No. 4, 511 (1998).
  20. J.V. Barth. Transport of adsorbates at metal surfaces: from thermal migration to hot precursors // Surf. Sci. Reports Vol. 40, 75 (2000).
  21. G.S. Bales, D.C. Chrzan. Dynamics of irreversible island growth during submonolayer epitaxy II Phys. Rev. B. Vol. 50, N. 90, 6057 (1994).
  22. R.Q. Hwang, J. Schroder, C. Gunther, and R. J Behm. Fractal growth of two-dimensional islands: Au on Ru (001) II Phys Rev. Lett. Vol. 67, 3279 (1991).
  23. C.Gunther, S. Guntger, R. Q Hwang, J. Schroder, J. Vrijmoeth, R. J Behm, B. Bungsenges. Microscopic aspects of thin metal film epitaxial growth on metallic surfaces // Phys. Chem. Vol. 97, 522 (1993).
  24. M.Bott, T. Michley, G. Comsa. The homo-epitaxial growth of Pt on Pt (lll) studied with STM II Surf. Sci. Vol. 272, 161 (1992).
  25. H. Brune, H. Roder, C. Boragno, K. Kern. Microscopic View of Nucleation on Surfaces II Phys. Rev. Lett. Vol. 73, N. 14 (1994).
  26. F. Nouvertne, U. May, M. Bamming, A. Rampe, U. Korte, and G. Gttntherodt. Atomic exchange process and bimodal initial growth of Co/Cu (001) // Phys. Rev. B. Vol. 60, N. 20 (1999).
  27. R. Pentcheva, K. A Fichthorn, M. Scheffler, T. Bernhard, R. Pfandzelter and H. Winter. Non Arrhenius Behavior of the Island Density in Metal Heteroepitaxy: Co on Cu (001) UPhys. Rev. Lett. Vol. 90, 76 101 (2003).
  28. R.A. Miron, K.A. Fichthorn, Heteroepitaxial growth of Co/Cu (001): An accelerated molecular dynamics simulation study // Phys. Rev. B. Vol. 72, 35 415 (2005).
  29. P. Poulopoulos, P.J. Jensen, A. Ney, J. Linder, K. Baberschke, Metastable magnetic properties of Co/Cu (001) films below the T Jump // Phys. Rev. B, Vol. 65, 64 431 (2002).
  30. M. Hohage, M. Bott, M. Morgenstern, Z. Zhang, T. Michely, and G. Comsa. Atomic Processes in Low Temperature Pt-Dendrite Growth on Pt (lll) // Phys. Rev. Lett, Vol. 76, N. 13, 2366 (1996).
  31. T. Michley, M. Hohage, M. Bott, G. Comsa. Inversion of Growth Speed Anisotropy in Two Dimensions II Phys Rev. Lett. Vol. 70, N. 25 (1993).
  32. K. Bromann, H. Brune, H. Roder, K. Kern. Interlayer Mass Transport in Homoepitaxial and Heteroepitaxial Metal Growth // Phys. Rev. Lett. Vol. 75, N. 4, 677 (1995).
  33. N.N Negulyaev, V.S. Stepanyuk, P. Bruno, L. Diekhoner, P. Wahl, K.Kern. Bilayer growth of nanoscale Co islands on Cu (lll) // Phys. Rev. B. Vol. 77, 125 437 (2008).
  34. H. Roder, E. Hahn, H. Brune, J-P Bucher, K. Kern. Building one- and two-dimensional nanostructures by diffusion-controlled aggregation at surfaces. // Nature, Vol. 336 (1993).
  35. M. Giesen, G. Icking-Konert. Equilibrium fluctuations and decay of step umps on vicinial Cu (l 11) surfaces // Surf. ScL Vol. 412, 645 (1998).
  36. J.E. Prieto, J. de la Figuera, R. Miranda. Surface energetics in a heteroepitaxial model system: Co/Cu (lll) //Phys. Rev. B Vol. 62, 2126 (2000).
  37. S. Ovesson, A. Boficevic, B. Lundqvist. Origin of Compact Triangular Islands in Metal-on-Metal Growth. Phys II Rev. Lett. Vol. 83, N. 13, 2608 (1999).
  38. M. Muller, K. Albe, C. Busse, A. Thoma, and T. Michely. Island shapes, island densities, and stacking-fault formation on Ir (lll): Kinetic Monte Carlo simulations and experiments II Phys. Rev. B. Vol. 71, 7 5407(2005).
  39. B. Fischer, H. Brune, J. V. Barth, A. Fricke, K. Kern. Nucleation Kinetics on Inhomogeneous Substrates: Al/Au (lll) II Phys. Rev. Lett. Vol. 82, 1732 (1999).
  40. J.-L. Li, J.-F. Jia, X.-J. Liang, X. Liu, J.-Z. Wang, Q.-K. Xue, Z.-Q. Li, J. S. Tse, Z. Zhang, and S. B. Zhang. Spontaneous Assembly of Perfectly Ordered Identical-Size Nanoclaster Arrays // Phys. Rev. Lett. Vol. 88, N. 6, 66 101 (2002).
  41. I. Chado, C. Goyhenex, H. Bulou, J.P. Bucher. Cluster critical size effect during growth on heterogeneous surface // Phys. Rev. B. Vol. 69, 85 413 (2004).
  42. M.V. Rastei, J.P. Bucher, P.A. Ignatiev, V.S. Stepanyuk, and P. Bruno. Surface electronic states in Co nanoclusters on Au (lll): Scanning tunneling spectroscopy measurements and ab-initio calculations // Phys. Rev. B. Vol. 75, 45 436 (2007).
  43. H. Brune, M. Giovannini, K. Bromann and K. Kern. Self-organized growth of nanostructure arrays on strain-relif patterns II Nature, Vol. 394, 451 (1998).
  44. L. Yan, M. Przybylski, Yafeng Lu, W. Wang, J. Barthel, J. Kirchner. Fabrication and uniaxial magnetic anisotropy of Co nanowires on a Pd (110) surface // Appl. Phys. Lett. Vol. 86, 102 503 (2005).
  45. Y. Li, M. C. Bartelt, J. W. Evans, N. Waelchli, E. Kampshoff and K. Kern. Transition from one- to two- dimensional island growth on metal (110) surfaces induced by anisotropic corner rounding. // Phys. Rev. B. Vol. 56, N. 19, 12 539 (1997).
  46. R. Ferrando, F. Hontinfinde, A. C. Levi. Morphologies in anisotropic cluster growth: A Monte-Carlo study on Ag (110) II Phys. Rev. B, Vol. 56. N. 8, R4406, (1997).
  47. R. Ferrando, F. Hontinfinde, A. C. Levi. Cluster morphology transitions in the submonolayer epitaxial growth of Ag on Ag (llO) // Surf. Sci. Vol. 402, 289 (1998).
  48. C. Mollet, R. Ferrando, F. Hontinfinde, A.C. Levi. A Monte Carlo simulation of submonolayer homoepitaxial growth on Ag (110) and Cu (110) // Surf. Sci. Vol. 417, 220 (1998).
  49. A. Videcoq, F. Hontinfinde, R. Ferrando. Multilayer growth of Ag (110): a simulation study // Surf Sci. Vol. 515, 575 (2002).
  50. A. Stekholnikov, F. Bechstedt. Atomic Nanowires on the Pt/Ge (001) Surface: Buried Pt-Ge Versus Top Pt-Pt Chains // Phys. Rev. Lett., Vol. 100, 19 6101(2008).
  51. D. Vanpoucke, G. Brooks. Formation of Pt-Induced Ge atomic nanowirews on Pt/Ge (001): A density functional theory study // Phys. Rev. B, Vol. 77, 241 308 (2008).
  52. P. Gambardella, M. Blanc, H. Brune, K. Kuhnke, K. Kern. One-dimentional metal chains on Pt vicinal surfaces // Phys. Rev. B Vol. 61, 2254 (2000).
  53. P. Gambardella, M. Blanc, H. Brune, K. Kuhnke, and K. Kern. Co growth on Pt (997): from monoatomic chains to monolayer completion // Surf Sci. Vol. 93, 449 (2000).
  54. P. Gambardella, A. Dallmeyer, K. Maiti, M.C. Malagoli, W. Eberhardt, K. Kern, C. Carbone. Ferromagnetism in one-dimensional monoatomic metal chains // Nature, Vol. 416, 301 (2002).
  55. S. Shiraki, H. Fujisawa, M. Nantoh and M. Kawai. Confining Barriers for Surface State Electrons Tailored by Monoatomic Fe Rows on Vicinal Au (lll) Surfaces // Phys. Rev. Lett., Vol. 92, N. 9, 96 102 (2004).
  56. Y. Mo, K. Varga, E. Kaxiras. Kinetic Pathway for the Formation of Fe Nanowires on Stepped Cu (lll) Surfaces // Phys. Rev. Lett. Vol. 94, 155 503 (2005).
  57. J.D Guo, Y. Mo, E. Kaxiras, Z.Y. Zhang, H.H. Weitering. Formation of monoatomic Fe chains on vicinal Cu (lll) surfaces: An atomistic view // Phys. Rev. B. Vol. 73, 19 3405(2006).
  58. P. Hyldgaard, M. Persson. Long-ranged adsorbate-adsorbate interactions mediated by a surface state band // J. Phys. Condens. Matt. Vol. 12. L13-L19. (2000).
  59. V.S. Stepanyuk, A.N. Baranov, D.V. Tsivlin, W. Hergert, P. Bruno, N. Knorr, M.A. Schneider, K. Kern. Quantum interference and long-range adsorbate-adsorbate interactions II Phys. Rev. B. Vol. 68, 20 5410(2003).
  60. E. Hahn, E. Kampshoff, A. Fricke, J-P Bucher, K. Kern. Pseudomorphic growth of thin Cu films on Pd (110) // Surf. Sei. Vol. 319, 277 (1994).
  61. G. F. Newell and E. W. Montroll. On the Theory of the Ising Model of Ferromagnetism // Rev. Mod Phys. Vol. 25, 159 (1953).
  62. G. A. Bassett. A new technique for decoration of cleavage and slip steps on ionic crystal surfaces II Philos. Mag. 3, 1042 (1958).
  63. A. Brodde, K. Dreps, J. Binder, Ch. Lunau, and H. Neddermeyer. Scanning tunneling microscopy and photoemission from Fe/Cu (ll 1) // Phys. Rev. B Vol. 47, 6609 (1993).
  64. H. J. Elmers, J. Hauschild, H. Hoche, U. Gradmann, H. Bethge, D. Heuer, and U. Kohler. Submonolayer Magnetism of Fe (110) on W (110): Finite Width Scaling of Stripes and Percolation between Islands // Phys. Rev. Lett. Vol. 73, 898 (1994).
  65. Y. W. Mo, F. J. Himpsel. Spectroscopic signature of Cu on W (110) from scanning tunneling microscopy and inverse photoemission // Phys. Rev. B Vol. 50, 7868 (1994).
  66. F. J. Himpsel, J. E. Ortega Edge state and terrace state for Cu on W (331) and W (110) II Phys. Rev. B Vol. 50, 4992 (1994).
  67. F. J. Himspel, J. E. Ortega, G. J. Mankey, and R. F. Willis. Magnetic nanostructures II Adv. Phys. Vol. 47, 511 (1998).
  68. P. Gambardella, A. Dalimeyer, K. Maiti, M. C. Malagoli, W. Eberhardt, K. Kern, and C. Carbone. Ferromagnetism in one-dimensional monatomic metal chains II Nature Vol. 416, 301 (2002).
  69. S. Shiraki, H. Fujisawa, T. Nakamura, T. Muro, M. Nantoh and M. Kawai. Magnetic structure of periodically meandered one-dimensional Fe nanowires // Phys. Rev. B Vol. 78, 115 428 (2008).
  70. J. Shen, R. Skomski, M. Klaua, H. Jenniches, S. S. Manoharan, and J. Kirschner. Magnetism in One Dimension: Fe on Cu (l 11)// Phys. Rev. B Vol. 56, 2340 (1997).
  71. J. Shen, M. Klaua, P. Ohresser, H. Jenniches, J. Barthel, Ch. V. Mohan, and J. Kirschner. Structural and magnetic phase transitions of Fe on stepped Cu (lll) // Phys. Rev. B Vol. 56, 11 134 (1997).
  72. D. Schlofier, L. Verheij, G. Rosenfeld, G. Comsa. Determination of Step Free Energies from Island Shape Fluctuations on Metal Surfaces // Phys. Rev. Lett. Vol. 82, 3843 (1999).
  73. J. Lindner, P. Poulopoulos, F. Wilhelm, M. Farle, and K. Baberschke. Atomic exchange processes at the interface and their role on the magnetic moments of ultrathin Ni/Cu (001) films II Phys. Rev. B Vol. 62, 10 431 (2000).
  74. P. Hohenberg, W. Kohn. Inhomogeneous Electron Gas // Phys. Rev. Vol. 136, B864 (1964).
  75. W. Kohn, LJ. Sham. Self-Consistent Equations Including Exchange and Correlation Effects // Phys. Rev. Vol. 140, A1133 (1965).
  76. M. Levy. Universal variational functions of electron densities, first order density matrices, and natural spin-orbitals and solution of the v-representablility problem II Proc. Acad. Sci. USA. Vol. 76, 6062 (1979).
  77. L. Hedin, B.I. Lundqvist. Explict local-exchange correlation potentials // J. Phys. C4, 2064 (1971).
  78. U. von Barth and L. Hedin. A local exchange-correlation potential for the spin-polarized case II J. Phys. C5, 1629 (1972).
  79. V.L. Moruzzi, J.F. Janak, and A.R. Williams. Calculated Electronic Properties of Metals // Pergamon, New York (1978).
  80. S.H. Vosko, L. Wilk, and N. Nussair. Acurate spin-dependent electron liquid correlation energies for local spin density calculations: a critical analysis // Can. J. Phys. Vol. 58, 1200 (1980).
  81. А. А. Кацнельсон, B.C. Степанюк, О. Ф. Фарберович, A. Cac. Электронная теория конденсированных сред // Издательство МГУ, Москва (1990).
  82. G. Kresse and J. Hafher. Ab initio molecular dynamics for open-shell transition metals // Phys. Rev. В Vol. 48, 13 115 (1993).
  83. G. Kresse and J. Hafher. Ab initio molecular-dynamics simulation of the liquid-metal-amorphous-semiconductor transition in germanium // Phys. Rev. В Vol. 49, 14 251 (1994).
  84. G. Kresse and J. Furthmuller. Efficient iterative schemes for ab initio total-energy calculations using a plane-wave basis set // Phys. Rev. В Vol. 54, 11 169 (1996).
  85. D. Vanderbilt. Soft self-consistent pseudopotentials in a generalized eigenvalue formalism II Phys. Rev. В Vol. 41, 7892 (1990).
  86. P.E. Blochl. Projector augmented-wave method // Phys. Rev. В Vol. 50, 17 953 (1994).
  87. J. Hafher. Material simulations using VASP a quantum perspective to material science // Сотр. Phys. Comm. Vol. 177, 6 (2007).
  88. E.G. Moroni, G. Kresse, J. Hafiier, and J. Furthmuller. Ultrasoft pseudopotentials applied to magnetic Fe, Co, and Ni: From atoms to solids // Phys. Rev. В Vol. 56, 15 629 (1997).
  89. N.A. Levanov, V.S. Stepanyuk, W. Hergert, D.I. Bazhanov, P.H. Dedetrichs, A. Katsnelson, C. Massobrio. Energetics of Co adatoms on the Cu (001) surface // Phys. Rev. В Vol. 61, 2230 (2000).
  90. F. Cleri and V. Rosato. Tight-binding potentials for transition metals and alloys // Phys. Rev. В Vol. 48, 22 (1993).
  91. V. Rosato, B. Guillope, and B. Legrand. Thermodynamical and structural-properties of FCC transition-metals using a simple tight-binding model // Philos. Mag. A Vol. 59, 321 (1989).
  92. D.V. Tsivlin, V.S. Stepanyuk, W. Hergert, and J. Kirschner. Effect of mesoscopic relaxations on diffusion of Co adatoms on Cu (l 11) // Phys. Rev. В Vol. 68, 205 411 (2003).
  93. M.P Allen, D. J Tildosley. Computer Simulation of liquids // Oxford University Press (1990).
  94. В.Г. Левич. Курс Теоретической Физики .Том 1. М. Наука (1969).
  95. Н.Е. Alper, P. Politzer. Molecular Dynamics Simulation of the Temperature-Dependent Behavior of Aluminum, Copper, and Platinum // Int. J. Quant. Chem, Vol. 760, 670 (2000).
  96. H.E. Alper. P. Politzer. Molecular Dynamics Simulation of the Temperature-Dependent Behavior of Solid Copper // J. Mol. Struct (Theochem) Vol. 487, 1 171 999)
  97. F.A. Lindemann. Uber die Berechnung Molecularer Eigenfrequenzen // Z. Phys. Vol. 11 (1910)
  98. J.W.M. Frenken, J.F. Van der Veen. Observation of Surface Melting // Phys. Rev. Lett. Vol. 54, 134 (1985).
  99. M. Zhang, M. Efremov, F. Schiettekate, E.A. Olson, A.T. Kwan, S.L. Lai, T. Wisleder, J.E. Greene, L.H. Allen. Size-dependent melting point depression of nanostructures: Nanocalorimetric measurements // Phys. Rev. В Vol. 62. P. 10 548.2000).
  100. M. Attarian Shandiz, A. Safael, S. Sanjabi, Z.H. Barber. Modeling the cohesive energy and melting point of nanoparticles by their average coordination number// J.Phys. CondensMatter. Vol. 19. P.216 216 (2007).
  101. B. Wang, G. Wang, X. Chen, Z. Zhao. Melting behavior of ultrathin titanium nanowires // Phys. Rev. В Vol.67. P. 19 3403(2003
  102. F. Balletto, R. Fernando. Structural Properties of Nanoclusters: Energetic, Thermodynamic, and Kinetic Effects II Rev. Mod Phys. Vol. 77. P. 371 (2005).
  103. A.A. Shvartsbury, M.F. Jarrold. Solid Clusters above the Bulk Melting Point II Phys. Rev. Lett. Vol. 85. P.2530 (2000).
  104. G.A Breaux, R.C. Benirschke, T. Sugai, B.S. Kinnear, M.F. Jarrold. Hot and Solid Gallium Clusters: Too Small to Melt // Phys. Rev. Lett. Vol. 91. P. 215 508 (2003).
  105. S.C. Hendy. A thermodynamic model for the melting of supported metal nanoparticle // Nanotechnology. Vol 18. P. 175 703 (2007).
  106. F. Ding, A. Rosen, S. Curtarolo, K. Bolton. Modeling the melting of supported clusters II Appl. Phys. Lett. Vol. 88.P. 133 110 (2006).
  107. A.N. Al-Rawi, A. Kara, T.S. Rahman. Comparative study of anharmonicity: Ni (lll), Cu (lll), and Ag (lll) II Phys. Rev. B. Vol. 66. P. 165 439 (2002).
  108. L.C. Jorritsma, M. Bijnagte, G. Rosenfeld, B. Poelsema. Growth Anisotropy and Pattern Formation in Metal Epitaxy // Phys. Rev. Lett. Vol.78. P. 911. (1997).
  109. P. Grassberger, M. Breeman, G.T. BarkemaandD.O. Boerma. Monte Carlo approach to biopolymers and protein folding // Surf. Sci. Vol. 323. P. 71 (1995).
  110. A. F. Voter. Classically exact overlayer dynamics: Diffusion of rhodium clusters on Rh (100) II Phys. Rev. B Vol. 34, 6819 (1986).
  111. K.A. Fichthorn and W.H. Weinberg. Theoretical Foundations of Dynamical Monte Carlo Simulations///. Chem. Phys. Vol. 95, 1090 (1991).
  112. J.P. Perdew and Y. Wang. Accurate and simple analytic representation of the electron-gas correlation energy // Phys. Rev. B Vol. 45, 13 244 (1992).
  113. M. Methfessel and A.T. Paxton. High-precision sampling for BriUouin-zone integration in metals // Phys. Rev. B 40, 3616 (1989).
  114. E. Hahn, E. Kampshoff, A. Fricke, J.-P. Bucher, and K. Kern. Pseudomorphic growth of thin Cu films on Pd (110) // Surf. Sci. Vol. 319, 2 771 994).
  115. K. Wildberger, V.S. Stepanyuk, P. Lang, R. Zeller, and P.H. Dederichs. Magnetic Nanostructures: 4 d Clusters on Ag (001) // Phys. Rev. Lett. Vol. 75, 5 091 995).
  116. V.S. Stepanyuk, W. Hergert, K. Wildberger, R. Zeller, and P.H. Dederichs. Magnetism of 3d, 4d, and 5d transition-metal impurities on Pd (001) and Pt (001) surfaces // Phys. Rev. B Vol. 53, 2121 (1996).
  117. L. Diekhoner, M.A. Schneider, A.N. Baranov, V.S. Stepanyuk, P. Bruno, and K. Kern. Surface States of Cobalt Nanoislands on Cu (lll) // Phys. Rev. Lett. Vol. 90, 236 801 (2003).
  118. P. Gambardella, S. Rusponi, T. Cren, N. Weiss and H. Brune. Magnetic anisotropy from single atoms to large monodomain islands of Co/Pt (lll) // C. R. Physique Vol. 6, 75 (2005).
  119. S.S.P. Parkin, Z.G. Li, and D.J. Smith. Giant Magnetoresistance in Antiferromagnetic Co/Cu Multilayers // Appl. Phys. Lett. Vol. 58, 2710 (1991).
  120. N.N. Negulyaev, V.S. Stepanyuk, P. Bruno, L. Diekhoner, P. Wahl, and K. Kern. Bilayer growth of nanoscale Co islands on Cu (lll) // Phys. Rev. B Vol. 77, 125 437 (2008).
  121. S. Hope, M. Tselepi, E. Gu, T.M. Parker, and J.A.C. Bland. Two-dimensional percolation phase transition in ultrathin Co/Cu (110) // J. Appl. Phys. Vol. 85, 6094 (1999).
  122. S.M. York and F.M. Leibsle. Co nanowire arrays on N-terminated Cu (110) surfaces II Phys. Rev. B Vol. 64, 33 411 (2001).
  123. J. Fassbender, G. Guntherodt, C. Mathieu, B. Hillebrands, R. Jungblut, J. Kohlhepp, M.T. Johnson, D.J. Roberts, and G.A. Gehring. Correlation between structure and magnetic anisotropics of Co on Cu (110) // Phys. Rev. B Vol. 57, 5870 (1998).
  124. C. Tolkes, R. Struck, R. David, P. Zeppenfeld, and G. Comsa. Surfactant-Induced Layer-by-Layer Growth on a Highly Anisotropic Substrate: Co/Cu (l 10) // Phys. Rev. Lett. Vol. 80, 2877 (1998).
  125. R.A. Miron and K.A. Fichthorn. Multiple-Time Scale Accelerated Molecular Dynamics: Addressing the Small-Barrier Problem // Phys. Rev. Lett. Vol. 93, 128 301 (2004).
  126. K. Sastiy, D.D. Johnson, D.E. Goldberg, P. Bellon. Genetic programming for multitimescale modeling I I Phys. Rev. B Vol. 72, 85 438 (2005).
  127. V.S. Stepanyuk, A.L. Klavsyuk, W. Hergert, A.M. Saletsky, P. Bruno and I. Mertig. Magnetism and structure of atomic-size nanocontacts // Phys. Rev. B Vol. 70, 195 420 (2004).
  128. S. Pick, V. S. Stepanyuk, A. L. Klavsyuk, L. Niebergall, W. Hergert, J. Kirschner and P. Bruno. Magnetism and structure on the atomic scale: Small cobalt clusters in Cu (001) II Phys. Rev. B Vol. 70, 224 419 (2004).
  129. S. Pick, P.A. Ignatiev, A.L. Klavsyuk, W. Hergert, V.S. Stepanyuk and P.Bruno. Structure and magnetic properties of Co chains on a stepped Cu surface // J. Condens. Matter Vol. 19, 446 001 (2007).
  130. R. Pentcheva, M. Scheffler. Initial adsorption of Co on Cu (001): A first-principles investigation // Phys. Rev. B Vol. 65, 155 418 (2002).
  131. R. Kern and P. Muller. Elastic relaxation of coherent epitaxial deposits // Surf. Sei Vol. 392, 103 (1997).
  132. V.S. Stepanyuk, D.I. Bazhanov, A.N. Baranov, W. Hergert, P.H. Dederichs, and J. Kirschner. Strain relief and island shape evolution in heteroepitaxial metal growth II Phys. Rev. B Vol. 62, 15 398 (2000).
  133. O.V. Lysenko, V.S. Stepanyuk, W. Hergert, and J. Kirschner. Mesoscopic Relaxation in Homoepitaxial Metal Growth // Phys. Rev. Lett. Vol. 89, 126 102 (2002).
  134. V.S. Stepanyuk, D.I. Bazhanov, W. Hergert, and J. Kirschner. Strain and adatom motion on mesoscopic islands II Phys. Rev. B Vol. 63, 153 406 (2001).
  135. O.V. Lysenko, V.S. Stepanyuk, W. Hergert, and J. Kirschner. Interlay er mass transport in homoepitaxy on the atomic scale // Phys. Rev. B Vol. 68, 33 409 (2003).
  136. R.C. Longo, V.S. Stepanyuk, W. Hergert, A. Vega, L. Gallego, and J. Kirschner. Interface intermixing in metal heteroepitaxy on the atomic scale // Phys. Rev. B Vol. 69, 73 406 (2004).
  137. R.A. Miron, and K.A. Fichthora. Heteroepitaxial growth of CoCu (OOl): An accelerated molecular dynamics simulation study // Phys. Rev. B Vol. 72, 35 415 (2005).
  138. D. Sekiba, K. Nakatsuji, Y. Yoshimoto, and F. Komori. Direct Observation of Strain-Induced Change in Surface Electronic Structure // Phys. Rev. Lett. Vol. 94, 16 808 (2005).
  139. D. Sekiba, Y. Yoshimoto, K. Nakatsuji, Y. Takagi, T. Iimori, S. Doi, and F. Komori. Direct Observation of Strain-Induced Change in Surface Electronic Structure // Phys. Rev. B Vol. 75, 115 404 (2007).
  140. M.V. Rastei, B. Heinrich, L. Limot, P.A. Ignatiev, V.S. Stepanyuk, P. Bruno, and J.-P. Bucher. Size-Dependent Surface States of Strained Cobalt Nanoislands on Cu (lll) // Phys. Rev. Lett. Vol. 99, 246 102 (2007).
  141. O. Mironets, H.L. Meyerheim, C. Tusche, V.S. Stepanyuk, E. Soyka, P. Zschack, H. Hong, N. Jeutter, R. Felici, and J. Kirschner. Direct Evidence for Mesoscopic Relaxations in Cobalt Nanoislands on Cu (001) // Phys. Rev. Lett. Vol. 100, 96 103 (2008).
  142. S. L. Lai, J. Y. Guo, V. Petrova, G. Ramanath, and L. H. Allen. Size-Dependent Melting Properties of Small Tin Particles: Nanocalorimetric Measurements // Phys. Rev. Lett. Vol. 77, 99−102 (1996).
  143. O.V., Negulyaev N.N., Saletsky A.M., Hergert W. «Growth of Co nanostructures on Cu(llO): Atomic-scale simulations». Phys. Rev. В 78, 113 406−11 3410(2008)
  144. O.V., Negulyaev N.N., Ignatiev P.A., Przybylski M., Hergert W., Saletsky A.M., Kirschner J. «Intermixing-driven scenario for the growth of nanowires on (110) metal surfaces». Phys. Rev. В 79, 155 410−155 415 (2009)
  145. Д.Б., Салецкий A.M., Степанюк O.B. «Процессы-плавления нанокластеров Си на поверхности меди (100)». ВМУ Физика. Астрономия. № 2−2008. Стр. 54−58.
  146. О.В., Алексеев Д. Б., Салецкий A.M. «Расчет термодинамических свойств меди методом молекулярной динамики». ВМУ Физика. Астрономия № 2 2009. Стр. 111−113.
  147. O.V., Negulyaev N.N., Hergert W., Saletsky A.M. «Growth of Co Nanostructures on Cu(110): Atomic Scale Simulations». Moscow International Symposium on Magnetism 2008. Стр. 339.
  148. О.В. «Расчет термодинамических свойств меди методом молекулярной динамики». Международная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых по фундаментальным наукам «Ломоносов-2009», секция «Физика». Стр. 288.
  149. O.V., Negulyaev N.N., Saletsky A.M., Hergert W. «Kinetic Monte Carlo study of growth of Co on Cu(110) at room temperature». DPG Spring Meeting 2009 thesis journal, 0 42.79.
  150. O.V., Negulyaev N.N., Ignatiev P.A., Hergert W., Saletsky A.M., Kirschner J. «Novel mechanism of growth of atomic wires on(l 10) surfaces driven by intermixing». DPG Spring Meeting 2009 thesis journal, 0 56.9.1. Благодарности.
  151. В первую очередь я хотел бы поблагодарить моего научного руководителя проф. A.M. Салецкого за всестороннюю поддержку и руководство.
  152. Я также крайне благодарен к.ф.-м.н Н. Н Негуляеву за многочисленные консультации, дискуссии, замечания и научные рекомендации.
  153. Выражаю отдельную благодарность проф. В. Хергерту из университетаX
  154. Халле-Виттенберг и всем сотрудникам отделения теоретической физики Макс-Планк института (г. Халле, Германия) за совместную работу и приобретенные знания и навыки.
  155. Хотелось бы выразить благодарность сотрудникам Московского Университета им. М. В. Ломоносова к.ф.-м.н. Бажанову Д. И, к.ф.-м.н Клавсюку А. Л и другим сотрудникам кафедры общей физики физического факультета МГУ за полезные замечания и консультации.
  156. Отдельное спасибо моему отцу и Марине Соколовой за терпение и неоценимую моральную поддержку.
Заполнить форму текущей работой

На отлично!