Структура чистих Si−Si, Ge−Ge та змішаних аддимерів Si−Ge на поверхні Si(001)

Abstract

Використовуючи кластерні квантовохімічні та гібридні квантово-хімічні–молекулярно-механічні розрахунки з перших принципів (ab initio), досліджено адсорбцію Ge на поверхню Si(001). Розрахунки з врахуванням конфігураційної взаємодії (кв)використовувалися для визначання геометричної та електронної структури чистих Si–Si, Ge–Ge, та змішаних Si–Ge аддимерів на поверхні Si(001). Як чисті Si–Si, Ge–Ge, так і змішані Si–Ge аддимери – не нахилені до поверхні та носять бірадикальнийхарактер. Довжини зв'язків чистих Si–Si та змішаних Si–Ge аддимерів становлять 2,35 Å, 2,45 Å та 2,41 Å відповідно. Утворення чистих Ge–Ge аддимерів на поверхні Si(001) є більш енергетично вигідним, ніж утворення змішаних аддимерів Si–Ge. Заселеності натуральних антизв'язуючих орбіталей чистих Si–Si, Ge–Ge та змішаних Si–Ge аддимерів становлять 0,56, 0,65 та 0,66 відповідно. Натуральні заселеності антизв'язуючих орбіталей для димерів поверхні становлять 0,35. Бірадикальний характер був більший у випадку аддимерів. Також розглянуто вплив прикладеної до вістря напруги на натуральні заселеності антизв'язуючих орбіталей чистих Si–Si та змішаних Si–Ge аддимерів поверхні Si(001). Під дією напруги вістря спостерігалася зміна плетності чистого аддимера Ge–Gе з синглету на триплет.