close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Адсорбция диффузия и интеркаляция немагнитных атомов на поверхностях тетрадимитоподобных топологических изоляторов

код для вставкиСкачать
На правах рукописи
Рябищенкова Анастасия Геннадьевна
АДСОРБЦИЯ, ДИФФУЗИЯ И ИНТЕРКАЛЯЦИЯ НЕМАГНИТНЫХ
АТОМОВ НА ПОВЕРХНОСТЯХ ТЕТРАДИМИТОПОДОБНЫХ
ТОПОЛОГИЧЕСКИХ ИЗОЛЯТОРОВ
01.04.07 - Физика конденсированного состояния
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата физико-математических наук
Томск - 2018
Работа выполнена в федеральном государственном автономном образовательном
учреждении высшего образования «Национальный исследовательский Томский
государственный университет».
Научный руководитель:
кандидат физико-математических наук
Отроков Михаил Михайлович
Официальные оппоненты:
Полетаев Геннадий Михайлович, доктор физико-математических наук, профессор,
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего
образования
«Алтайский
государственный
технический
университет
им. И. И. Ползунова», кафедра высшей математики и математического моделирования,
заведующий кафедрой
Жачук Руслан Анатольевич, кандидат физико-математических наук, Федеральное
государственное бюджетное учреждение науки Институт физики полупроводников
им. А. В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук, лаборатория
молекулярно-лучевой эпитаксии элементарных полупроводников и соединений А3В5,
старший научный сотрудник
Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки
Институт автоматики и процессов управления Дальневосточного отделения Российской
академии наук
Защита состоится 26 апреля 2018 г. в 14 час. 30 мин. на заседании диссертационного
совета Д 212.267.07, созданного на базе федерального государственного автономного
образовательного учреждения высшего образования «Национальный исследовательский
Томский государственный университет», по адресу: 634050, г. Томск, пр. Ленина 36
(главный корпус СФТИ ТГУ, аудитория 211).
С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке и на официальном сайте
федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего
образования «Национальный исследовательский Томский государственный университет»
www.tsu.ru.
Материалы по защите диссертации размещены на официальном
http://www.ams.tsu.ru/TSU/QualificationDep/cosearchers.nsf/newpublicationn/RyabishchenkovaAG26042018.html
сайте
ТГУ:
Автореферат разослан «____ » марта 2018 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета
Киреева Ирина Васильевна
О бщ ая характеристика работы
Актуальность темы исследования.
В середине прошлого десятилетия возникла, продемонстрировала взрвюной рост и к настоягцему времени сформироваласв области физики твердого
тела, связанная с исследованием топологических изоляторов (ТИ). ТИ - это ма­
териал, запрегценная гцелв которого инвертирована в некоторой области зонвх
Бриллюэна вследствие силвного спин-орбиталвного взаимодействия [1*]. Дан­
ное свойство электронной структура! объема приводит к тому, что на поверх­
ности ТИ возникает бесщелевое состояние, которое не может статв щелеввш,
если в системе сохраняется симметрия относителвно обращения времени. Это
так назвшаемое топологическое поверхностное состояние имеет линейную дис­
персию, а спин находящегося в нем электрона направлен перпендикулярно квазиимпулвсу. Такая спиновая текстура “защищает” электрон от упругого обрат­
ного рассеяния и способствует протеканию электрического тока практически
без потери энергии. Благодаря этому свойству ТИ имеют огромнвш потенциал
для исполвзования в приборах спиновой электроники. Бажную роли в подтвер­
ждении отсутствия упругого обратного рассеяния свхграли фотоэмиссионнвю
экспериментв!, а также измерения методом сканирующей туннелвной спектро­
скопии, проводившиеся для поверхностей ТИ с различивши адсорбатами [1*].
Б настоящей диссертационной работе в рамках первопринципнвхх расчетов
проведено теоретические исследование адсорбции, диффузии и интеркаляции
атомов немагнитнвхх элементов на поверхностях тетрадимитоподобнвхх ТИ. Под
интеркаляцией здесв понимается внедрение чужероднвхх атомов в межблочнвю
пространства (также назвюаемвю ван-дер-Баалвсоввши пустотами) блочно-слоИСТВ1Х соединений, к которвш относятся материалв! структура! тетрадимита.
Бвхбор темв1 исследования обусловлен тем фактом, что несмотря на наличие в
литературе значителвного количества спектроскопических исследований элек­
тронной структура! поверхности ТИ с нанесеннвхм немагнитнвхм адсорбатом,
освещению вопроса о локализации и распределении адсорбата до сих пор не бвхло уделено должного внимания. Однако знание положений адатомов на поверх­
ности или вблизи нее, а также энергий и температур активации поверхностной
диффузии, десорбции и интеркаляции крайне важно как для интерпретации
различнвхх спектроскопических даннвхх, так и для корректного теоретического
моделирования. Б связи с этим теоретическое исследование адсорбции и диф­
фузии чужеродных атомов на поверхности ТИ является особо актуалвнвш.
Степень разработанности темы исследования. К настоящему вре­
мени определенное понимание достигнуто лишв в отношении адсорбции и диф­
фузии атомов переходник 3d металлов на поверхности (0001) таких ТИ, как
B i ^ e ^ B i^ e 3 [2*, 3*]. Что касается атомов немагнитнвк элементов, нанесенНВ1Х на поверхности (0001) данник ТИ, то имеющиеся в литературе сведения
либо противоречивв!, как это имеет место для атомов первой групивх (Li, Na,
К, Rb и Cs; далее - “атомвх 1 групивх”) [4*, 5*], либо фрагментарнвх или вовсе
отсутствуют, как, например, для атомов второй (Be, Mg, Са, Sr и Ва; далее “атомвх 2 группвх”) и тринадцатой (В, А1, Ga, In и Т1; далее - “атомвх 13 группвх”)
групп (следует отметитв, что ранее они именовалисв группами I, II и III соот­
ветственно) . Противоречие теоретических и эксперименталвнвхх даннвхх также
имеется и в отношении допирования поверхности (0001) ВцЗез углеродом, см.
работах [6*] и [1].
Целью диссертационной работы является систематическое теоретиче­
ское исследование адсорбции, диффузии и интеркаляции изолированнвхх немагнитнвхх атомов, осажденнвхх на поверхности (0001) тетрадимитоподобнвхх ТИ
B i ^ e ^ В1Ц"е3, а также изучение влияния адсорбатов на поверхностную элек­
тронную структуру топологического изолятора. Для достижения этих целей
бвхли поставленвх следующие задачи:
1. На основе первопринципнвхх расчетов энергий адсорбции определитв равно­
весное положение адатомов 1 (Li, Na, К, Rb и Cs), 2 (Be, Mg, Са, Sr и Ва) и 13 (В,
А1, Ga, In и Т1) групп на поверхности (0001) тетрадимитоподобнвхх ТИ B^Se3
и В1Ц"е3. Для ввхявленного равновесного положения определитв зарядовое со­
стояние каждого из адатомов, характеризоватв тип его связи с поверхноствю,
а также рассчитатв равновесную ввхсоту адсорбции над поверхноствю и длину
связи адатома с ближайшим атомом поверхностного слоя.
2. В рамках метода подталкивания упругой лентвх рассчитатв энергии актива­
ции диффузии и оценитв диффузионнвхе длинвх адатомов 1, 2 и 13 групп на
бездефектной поверхности (0001) тетрадимитоподобнвхх ТИ B i^S e^ В1Ц"е3.
3. Исследоватв возможности интеркаляции адатомов первой группвх (Li, Na, К,
Rb и Cs) со ступенчатой поверхности (0001) BLSe3 в его приповерхностнвхе вандер-Ваалвсоввх пустотвх.
4. Изучитв кристаллическую и электронную структурах легированной углеро­
дом поверхности (0001) топологического изолятора BpSe3.
Научная новизна работы заключается в том, что впервые проведено си­
стематическое первопринципное исследование адсорбции, диффузии и интеркаляции изолированнвхх атомов 1, 2 и 13 групп, нанесеннвхх как на идеалвную, так
и на ступенчатую поверхности тетрадимитоподобнвхх ТИ. Данная работа устра­
няет пробелв! в знаниях как об энергиях адсорбции адатомов 1, 2 и 13 групп
на поверхности (0001) тетрадимитоподобнвхх ТИ, так и об энергиях активации
диффузии адатомов на указанной поверхности, а также диффузионнвхх длинах
и их зависимости от температурвг Резулвтатвх исследования адсорбции атомов
цезия и углерода на поверхности В1^ез(0001), полученнвю в рамках сотруд­
ничества с эксперименталвной группой из Института Физики Микроструктур
имени Макса Планка (Германия), объясняют эксперименталвно наблюдаемвхе
свойства даннвхх систем. Более того, резулвтатвх исследования диффузии ато­
мов рубидия на ступенчатой поверхности B i^e3(0001) позволяют проинтерпретироватв ранее опубликованнвю эксперименталвнвю даннвхе, полученнвю мето­
дом сканируюгцей туннелвной микроскопии и, таким образом, скорректироватв
сделаннвю на их основе ввшодвг
Теоретическая и практическая значимость. Полученнвю в работе резулвтатв! теоретического исследования адсорбции, диффузии и интеркаляции
немагнитнвхх атомов на поверхности ТИ вносят сугцественнвш вклад в области,
связанную с изучением топологически-нетривиалвнвхх материалов, и способ­
ствуют интерпретации имеюгцихся в литературе эксперименталвнвхх даннвхх.
Изложеннвш в диссертации материал может бвхтв исполвзован в последуюгцих научнвхх исследованиях в качестве априорной информации о процессах
адсорбции, диффузии и интеркаляции атомов трех рассмотреннвхх групп на по­
верхностях (0001) ТИ B i ^ e ^ B i^ e 3. Знание равновеснвхх положений адатомов
на поверхностях указаннвхх ТИ, а также информация о зарядовом состоянии
адатомов могут бвхтв исполвзованвх для проведения первопринципнвхх и моделвнвхх теоретических расчетов. С другой сторонвц деталвная информация о
локализации, температурах активации диффузии и диффузионнвхх длинах ад­
сорбатов может бв1тв полезной при планировании экспериментов, а также для
интерпретации их резулвтатов.
М етодология и методы исследования. Исследование проводилосв в
рамках теории функционала электронной плотности с исполвзованием метода
проекционнвхх плоских волн. Для описания обменно-корреляционного потенци­
ала исполвзовалосв обобгценное градиентное приближение. Учет ван-дер-Ваалв-
сового взаимодействия бвш проведен в рамках полуэмпирического подхода. Для
поиска переходник состояний и энергий активации диффузии по поверхности
применялся метод подталкивания упругой лентвх (в английской терминологии
“nudged elastic band method”).
Положения, выносимые на защиту:
1. Адатомы 1, 2 и 13 групп на поверхности (0001) B p S e ^ B i^ e 3 располага­
ются в такой симметричной позиции, в которой возможно установление связей
с наиболвгпим числом атомов первых двух слоев подложки.
2. В силу чрезвычайно высоких энергий активации диффузия адатомов 1,
2 и 13 групп под поверхности (0001), то еств перпендикулярно поверхности, для
B i ^ e ^ B i^ e 3 маловероятна даже в тех случаях, когда подповерхностные пози­
ции являются энергетически более выгодными, чем позиции на поверхности. С
увеличением размера атома внутри группы энергия активации диффузии вдолв
поверхности уменвгпается, и в рамках одного периода справедливо неравенство
^ Е^3 > Е^, коррелируюгцее с соответствуюгцим соотногиением энергий
адсорбции.
3. Эффективная интеркаляция в приповерхностные ван-дер-Ваалвсовы пу­
стоты B i^ e 3(0001) через ступени возможна толвко для атомов Li и Na, тогда
как для К, Rb и Cs она, во-первых, крайне энергетически невыгодна, а во-вто­
рых, требует преодоления высоких энергетических барверов. Наиболее вероят­
ным местом локализации атомов К, Rb и Cs на поверхности BpSe3(0001) явля­
ются края террасы (как у входа в ван-дер-Ваалвсову пустоту, так и у перехода
на нижерасположенную террасу), где эти положителвно заряженные адатомы
могут скапливатвся до тех пор, пока энергия их кулоновского отталкивания не
начинает сугцественно расти.
4. Положение точки Дирака топологического состояния допированной уг­
леродом поверхности (0001) BLSe3 внутри его фундаменталвной гцели определя­
ется конкуренцией двух изменяюгцих полный поверхностный потенциал факто­
ров: 1) увеличения расстояния между поверхностным (селеновым) и подповерх­
ностным (висмутовым) слоями, задаюгцего тенденцию к сдвигу точки Дирака
в направлении зоны проводимости и 2) наличия атомов углерода вблизи по­
верхности, задаюгцего тенденцию к сдвигу точки Дирака в сторону валентной
зоны.
Степень достоверности результатов исследования. Достоверности
научных резулвтатов и выводов работы достигается корректноствю постановки
решаемых задач и их физической обоснованностью, применением современных
методов расчета, взаимным согласием и непротиворечивостью полученных ре­
зультатов и выводов, а также качественным и количественным согласием полу­
ченных результатов с результатами других теоретических и экспериментальных
исследований.
Апробация результатов исследования. Основные результаты диссер­
тации докладывались и обсуждались на следуюгцих конференциях: XV Всерос­
сийская молодежная конференция по физике полупроводников и нанострук­
тур, полупроводниковой опто- и наноэлектронике (Санкт-Петербург, 2013), XIV
Российская научная студенческая конференция (Томск, 2014), XII International
conference on Nanostructured Materials “NANO 2014” (Москва, 2014), 30th
European Conference on Surface Science “ECOSS-30” (Анталия, Турция, 2014),
New Trends in Topological Insulators “NTTI” (Испания, Сан-Себастьян, 2015), V
Международный междисциплинарный симпозиум “Физика поверхностных яв­
лений, межфазных границ и фазовые переходы” (нос. Южный, 2015).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 работ, из них
4 статьи в журналах, включенных в Перечень рецензируемых научных изда­
ний, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты дис­
сертаций на соискание ученой степени кандидата наук, на соискание ученой
степени доктора наук (в том числе 3 статьи в зарубежных научных журналах,
индексируемых Web of Science, и 1 статья в российском научном журнале, пе­
реводная версия которого индексируется Web of Science) [Ю4], 6 публикаций в
сборниках материалов международных и всероссийских научных конференций
(в том числе 2 зарубежные конференции) и международного междисциплинар­
ного симпозиума [5-10].
Личный вклад автора. Представленные в диссертации результаты полу­
чены лично автором. Подготовка этих результатов к публикации проводилась
совместно с соавторами.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения,
5 глав, заключения и списка литературы из 116 наименований. Обгций объем
диссертации составляет 137 страниц, из них 125 страниц текста, включая 43
рисунка и 9 таблиц.
С одерж ание работы
Во Введении обоснована актуальность диссертационной работы, сфор­
мулирована цель и аргументирована научная новизна исследований, показана
теоретическая и практическая значимость полученных результатов, представ­
лены выносимые на загциту научные положения.
В первой главе дается описание основ теории функционала электрон­
ной плотности, псевдопотенциал иного подхода и метода проекционных присо­
единенных волн. Поскольку последний используется в данной работе, для него
приведены выбранные приближения и параметры расчетов электронной струк­
туры. Далее описана используемая в работе модель поверхности тетрадимитоподобных материалов. Затем излагается суть метода Бейдера, предназначенного
для анализа зарядового состояния атомов в молекулярных и твердотельных
системах. В конце главы приводятся основные положения теории переходно­
го состояния, как базы для описания метода подталкивания упругой ленты, и
описывается метод расчета коэффициента диффузии атомов на поверхности.
Во второй главе изучается адсорбция атомов 1, 2 и 13 групп на поверх­
ности (0001) ТИ B B S e ^ B i^ e 3. Эти материалы кристаллизуются в структуре
тетрадимита, которая формируется периодической укладкой пятислойных бло­
ков (ПБ) вдоль гексагональной оси кристалла (рисунок 1а). Внутри ПБ меж­
атомные связи имеют ионно-ковалентный характер, в то время как соседние
блоки связаны силами ван-дер-Ваальса.
Далее представлены результаты расчетов энергий адсорбции {Eads)j вычислявгпейся как разница энергий системы в случаях, когда адатом располо­
жен на удалении 10 А от подложки (Е^^^ ^
^^шрбирован на нее (Е):
Eads =
обладаюгцая максимальной EadsВ качестве возможных адсорбционных положений были рассмотрены четыре
симметричные позиции поверхности Вц^фТе)з(0001), см. рисунок 16. Из ри­
сунков 1в-з видно, что максимальная E ads для адатомов 1, 2 и 13 групп на
Bi^^^Te)^
^
тозиции ГЦК типа (далее - Д), в которой
адатом располагается строго над атомом Se(Te) третьего слоя. Данная позиция
соответствует равновесному положению адсорбции на указанных поверхностях
в отсутствии дефектов.
Исключение составляют лигнь атомы Be, В и Т1 на B i^ e 3(0001), наибо­
лее выгодной для которых оказывается позиция ГПУ типа (далее - h] рису-
( а)
Структура Bi2X3(0001),
X = Se, Te
Bi
X
.-A —
X
Bi
A ''
Li ■
NaK
Rb
Cs ■
— *
\s 'y
\'4 \'\A -
1.4
1.2 ■ B i2Se3(0001)
1.0
b
f
X
•
■
A
♦
A
2.6 ■
2.4
’O
cS 1.8
1.6
Bi
ПБ
2.8
C
Q 2.2
r>
2.0
X
ПБ
(в)
Bi
2.0
CQ 1.8
■a
о Li
AK A Cs
,o ------- - q
' a '"
■Л - "
. A ------- - A \
, A ------- -
'\
a
1.6 ■ Л '" "
1.2
\
'
'v
1.4
■ '
V
'Й
' B i2Te3(0001)
1.0
t
h
b
(ж)
CQ
X
2.4
2.2
■
(г)
X
(е)
f
Л-.......
h
t
-A
о Be'
A Ca
A Ba'
.-A - ......
,-'0 - ■ ■ ’
. A '"
O '-" "
CQ
A
\ 'Л
B i2Te3(0001)
[0001 ]
[2110 ]
b
[ 1120]
(б)
Ь
0.0
(д)
3.5
•
A
(з)
В
■ A1
3.5
. o -—
A Ga
♦
CQ
—O " "
^
A
B
Al
GaTl
.........
W--""
'•
''" f
\
О
□
A
A
CQ
A T1
''V
-Q
In
,A
1
t
h
f
■
B i2Te3(0001)
B iz S e g C O O O l)
1.0
1.0
b
f
h
t
b
f
h
t
Рисунок 1 - (a) Кристаллическая структура Bi2 X 3 (X = Se, Te). (6) Вид сверху поверхности
Bi2X
^^т^етричные позиции: вершинная
^^^таковая (6),
ГЦК
^ ГПУ
гексагональные ячейки
3 x 3. (в-з)
Энергии адсорбции Xad^
^ 2 и 13 групп на Bi2X з(0001), рассчитанные для
показанных на (б) позиций. На B i^ e s были рассмотрены атомы отдельных периодов
нок 1ж,з), где адатом располагается над атомом Bi второго слоя. В таблице 1
представлено рассчитанное количество заряда А ^, передаваемого адатомами
поверхностям В1^^^Те)з в равновесной позиции. Из представленных данных,
а также на основе анализа распределения зарядовой плотности вблизи адато­
мов, можно заключить, что атомы 1 и 2 групп демонстрируют практически
чисто ионный тип связи с подложкой, в то время как 13 группа обнаруживает
некоторую долю ковалентности. Исключением здесь является атом В, демонстрируюгций чисто ковалентную связь с атомами поверхности B i^ e3.
Таблица 1 - Количество заряда Aq (е), отдаваемое адатомом подложке в равновесной пози­
ции. Столбцы соответствуют периодам, строки - группам периодической системы
Bi^e3
Bi^e3
2
3
4
5
6
2
1
(Li) 0.87
(Na) 0.85
(К) 0.85
(Rb) 0.86
(Cs) 0.86
0.86
0.83 0.83
2
(Be) 1.50 (Mg) 1.40 (Ca) 1.39
(Sr) 1.42
(Ba) 1.38
1.34
1.34 1.33
13
(В) 0.53
(Al) 1.00
(In) 0.58
(Tl) 0.56 -0.16 0.42 0.50
(Ga) 0.51
4
6
Анализ зарядового состояния адатомов, распределения зарядовой плотно­
сти вблизи них, а также геометрий адсорбции позволяет выявитв механизм,
определяюгций энергетическую выгодности той или иной симметричной пози­
ции для атомов 1, 2 и 13 групп на поверхностях (0001) Вц^^Те)з. Оказывает­
ся, что вне зависимости от адсорбционного положения, данный механизм явля­
ется универсал иным: адатомы располагаются в такой позиции, где возможно
установление ионных, ионно-ковалентных или ковалентных связей с наиболвП1ИМ числом атомов первых двух слоев подложки. Для обоснования сделанного
утверждения рассмотрим ряд наиболее показателвных случаев. Атомы Li, нахо­
дясь в /
на BLSe3(0001), среди атомов 1 группы взаимодействуют
наиболее силвно с атомами Bi второго слоя, что подтверждается данными о
распределении зарядовой плотности. При переходе к атомам бблвгпего радиуса
расстояния до атомов Bi второго слоя монотонно возрастают, что приводит к
ослаблению взаимодействия с ними и в случае Cs/BpTe3(0001) оно с ослабевает
настолвко, что позиции
h становятся практически неразличимы по энергии
(рисунок 1), а количество передаваемого поверхности заряда в них оказывается
одинаковым. Это можно интерпретироватв как эффективное уравнивание ко­
ординационного числа для атомов Cs в указанных позициях, которое равняется
3, в отличие от 4 и 6 для атома Li в позициях
/ соответственно. Другими
важными случаями являются атомы Be, В и Т1, которые на ВцТе3 располага­
ются в
^
время как на BLSe^ - в / . Причина такого поведения
для Be и В заключается в том, что электроотрицателвный Se, формируя ионно­
ковалентные связи с этими атомами, забирает у них части заряда, которого им
не хватает для формирования ковалентной связи с атомом Bi второго слоя в
позиции ^ ^ т о м у /-позиция оказывается более выгодна. Напротив, на менее
электроотрицателвной подложке ВцТе3 атом Be отдает поверхности менвгие за-
ряда, а атом В - и вовсе не отдает его (таблица 1). В резулвтате у Be (В) в
В1^ез(0001) возникает возможности сформироватв ионно-ковалентH B ie (ковалентнвю) связи как с атомами Те, так и с атомами Bi. Таким образом,
предпочтение снова отдается той позиции, в которой возможно формирование
максималвного количества связей. Что касается атомов Т1 (формируюгцих преимугцественно ионнвю связи с обеими подложками), то анализ распределения
зарядовой плотности показвюает, что, располагаясв в ^^^^^щии B i^ e 3(0001),
он взаимодействует с тремя атомами Se поверхности и с тремя атомами Bi под­
поверхностного слоя, что соответствует эффективному координационному чис­
лу ^
^
^отда атом Т1 находится в ^^^^^щии B i^ e 3(0001),
он взаимодействует с тремя атомами Se поверхности и лигпв с одним атомом Bi
= 4), что оказвюается энергетически менее ввхгодно. Однако при адсорбции
на B i^e^
до атомов Bi в /-позиции увеличивается настолвко, что
прямое взаимодействие с ними исчезает и
уменвгиается до 3 по сравнению с
6 на Bi^e^^^^^^^^ ^
^ ^ ^ я как в позиции h взаимодействие с нижележагцим
Bi остается
= 4), что приводит к ее энергетической ввхгодности.
Резулвтатв! второй главвх опубликованвх в работе [2, 5-10].
В третьей главе представлено исследование диффузии адатомов 1, 2 и
13 групп на бездефектнвхх поверхностях (0001) B i ^ e ^ B i^ e 3. На первом эта­
пе исследования показано, что в отсутствие ступеней проникновение адатомов
под поверхности требует преодоления крайне ввхсоких энергетических барверов,
даже в тех случаях, когда нахождение чужеродного атома под поверхноствю
энергетически ввхгодно. Таким образом даннвш каналом диффузии можно пренебречв в достаточно гпироком интервале температур.
Далее представленвх резулвтатвх расчетов энергии активации диффузии
(Е^^^
^^
^^доп на поверхности (0001) B i ^ e ^ B i^ e 3. В слу­
чае атомов атомов В на обеих поверхностях сходимости задачи на определение
минималвного энергетического пути диффузии не бвша достигнута. Для всех
осталвнвхх адатомов энергетические профили кратчайгпего пути диффузии показанв! на рисунке 2. Установлено, что диффузия на указаннвхх поверхностях
происходит путем перескоков из позиции ^ ^ ^шиции h через мостиковвхе по­
зиции 5, которвю обладают наиввхсгией энергией на энергетическом профиле
вдолв диффузионного пути и являются переходивши состояниями. Исключе­
ние составляет атом Be на обеих подложках, демонстрируюгций более сложнвш
энергетический профили. Также из рисунка 2 видно, что с увеличением разме-
pa адатома вдоль группы Еа уменьшается. Для энергий активации диффузии
в рамках одного периода, в целом, справедливо
Li э е
N a -BK -e
Rb-A
C s^
Be ^
M g -BC a -eS r -A
B a -0Al
G a-eIn -A
T l^
(а)
> Е^3 > Е^.
0.45
Li "X"
K -&
Cs ^
Be -XCa -0Ba
Al ""
Ga-0Tl ^
0.4
0.35
0.3
m 0.25
0.2
w
■0
0.15
0.1
0.05
0
1
1.5
2 2.5
3 3.5
Координата реакции ^ )
4
4.5
-0.05
0
1
1.5
2
2.5
3
Координата реакции ^ )
Рисунок 2 - Энергетические профили кратчайшего пути диффузии .../ ^
атомов 1, 2 и 13 групп по поверхности (0001) B i^e^ ^ и B i^ea (б)
Знание
где а = ^ ^
4
Ь ^
h...
^ ^ ^ ^ зи о н н ы е длины адатомов Л = л/2aDt,
Дюверхностная диффузия), t - время, а
D - коэффициент диффузии. Для энергетических профилей, изображенных
на рисунке 2, D =
I = аоД /^ ^
^ д е ^fh
^
перескока / (h) ^ h (/),
между f - и ^^^^^^щями и а0 - параметр решетки
подложки. Температурная зависимость частот перескока ^ = ^0
^ (кв ^
постоянная Больцмана; ^0 - вибрационная частота) позволяет получить функ­
диффузии Та считать такую,
цию Л ( Т а к т и в а ц и и
при которой адатом начинает проходить не менее 2.5
А
за 1 мин., что для
^^юставимо с I. Из рисунка 3 видно, что атомы Li (Na) на
Bi^e^
вплоть до Та —75 К (105 К), а для атомов К, Rb и Cs темпе­
ратура активации
^ На B i^e^
^^^^^гоованы вплоть до —98 К,
тогда как большие атомы К и Cs - до 50 и 35 К соответственно. Температуры
активации диффузии атомов 2 группы выше, чем таковые для атомов группы
1: минимальная
та В1^ез(0001) равна 105 К (Ва), а максимальная - 255 К
(Be); на B i^e^ ^^^таины
^
раза ниже, чем на Вц8е3.
Что касается атомов 13 группы, то для их температур активации диффузии на
обеих подложках справедливо
> Т 33 > Т ^ Таким образом, для проведения
экспериментов по управлению положением адатомов на подложках В^^фТе)3
при помогци иглы сканируюгцего туннельного микроскопа в случае атомов 1
группы необходимы температуры порядка нескольких десятков кельвинов, а
для большинства атомов 2 группы на Bi^ca такие эксперименты выполнимы
при температуре жидкого азота.
103 г
102 г
10 г
103
102
1I
10
1
10-1
10-2
и 10-3
^ 10-4
< 10-5 I
10-6
10-7
10-8
10-9
10-1
10-2
10-3
10-4
10-5
10-6
10-7
10-8
10-9
100 200 300 400 500 600
Т (К)
103
102 I
о 'о о й о о т е ю
л*дА “
10 r
1
I
10-1
10-2
8 10-3
^ 10-4
< 10-5 t
10-6
10-7
10-8
10-9
о
^б
103
102
б)
10
1
/*♦,*»,t
ы*
': i
0
В1Дез(0001) J
Li
А К
А Cs
о
100 200 300 400 500 600 700
Т (К)
i
^
<
Mg
100 200 300 400 500 600 700
T (K)
1г
10-1
10-2
10-3
10-4
10-5
10-6
10-7
10-8
10-9
ВЬЗез(0001) J
Be
Ca
Sr
Ba
103 г т д
102 г ( д )
10 г
„о"
•
г
г
г
г 3
г i; ;
г :! i
г i ;
о
,Дд"
дд
1
Af
г
р
р
100 200 300 400 500 600 700
T (K)
103
102 н е )
10 i-
,дд
ДА р
:1
10-1
10
10
10
10
10
10
10
10
ВВТез(0001)
О Be
А Са
А Ва
100 200 300 400 500 600 700
Т (К)
10-1
10-2
g 10-3
ТА 10-4
< 10-^
10“6
10-7
□□'dc C
□ОП'
в/ °д
dр
t
1d
г
г
Ад
^
i- )' 9
^'I
В1Дез(0001) ^
ИИ А1
Л Ga
10-8 ^ '
А Т1
10-9
о 100 200 300 400 500 600 700
Т (К)
Рисунок 3 - Рассчитанные дис1:и;1:)узионные длины Л (мкм) (в логари(|)мическом масштабе)
адатомов 1, 2 и 13 групп на поверхности (0001) B i^e^
в) и B i^es (г, д, е) в зависимо­
сти от температуры. Время дис1:н;1:)узии t= l мин. Каждая кривая, изображенная на рисунке,
заканчивается при Т
у
е
л
о
в
и
ю
Еа > 4квТ, гарантирующему, что
частоты перескока адатома малы по сравнению с вибрационными частотами
Для привязки рассчитанных величин Л к характерному масштабу рассмат­
риваемых систем отметим, что типичная ширина террасы (расстояние между
ступенями) на поверхности эпитаксиальных пленок В1^ез(0001) составляет по­
рядка 100 нм, в то время как для монокристаллов она может достигать 1.5 мкм.
Диффузионные длины атомов К, Rb и Cs на BpSe3(0001) достигают 1 мкм при
температурах порядка 85 К, в то время к а к ^ ^ ) и Л(Ма) демонстрируют такие
значения при 200 и 140 К соответственно (здесь и далее - за 1 мин.). На В^Те3
эти температуры составляют 65 К (Cs), 100 К (К), и 175 К (Li). Расстояния
порядка 1 мкм на B^Se^ Д31^е3) адатомы Be, Са и Ва проходят при 480, 320 и
210 К (280, 190 и 170 К) соответственно. Наконец, температуры, при которых
атомы 1п-А1 проходят 1 мкм по поверхности BpSe3, варьируются в интервале
100-170 К (на В^Те3 для атомов А1, Т1 и Са эти температуры равны 200, 133
и 129 К соответственно). Таким образом, при температурах порядка 300 К рассматриваемвю адатомв! в целом оченв мобилвнвц а их Л сопоставимв! или даже
преввхшают характерную ширину террас на рассматриваемвхх поверхностях.
Резулвтатв! третвей главвх опубликованвх в работах [2, 3, 5-10].
В четвертой главе изучалосв поведение адатомов на ступенчатой поверх­
ности В1^ез(0001). На примере атомов Li и Rb рассматриваласв латералвная
интеркаляция в ван-дер-Ваалвсову (вдВ) пустоту через ступени для случая низ­
кого покрвхтия. При этом рассматривалисв ступени двух ориентаций ([ОНО] и
[1120]), для одной из которвхх моделировалосв два атомнвхх окончания. Чтобв1 облегчитв обсуждение рассмотрим схематический энергетический профили
диффузии, на котором приведенвх усредненнвю по трем изученнвш случаям
энергии активации интеркаляции Е"* ^
на террасу
Проанализиру­
ем движение атомов Li и Rb при Т > 200 К, когда адатомв! бвхстро достигают
ступени (см. Главу 3). Из рисунка 4 видно, что вблизи ступени атомвх Li полу­
чают сугцественнвш ввшгрвш в энергии по сравнению с /-позицией на террасе.
Далвнейшее движение адатома определяется отногиением Е* и Е^, средние зна­
чения которвхх соответственно составляют
и ^0.82 эВ. Можно ожидатв,
что при температурах, достаточнвхх для преодоления барвера (Е *) ^ 0.58 эВ,
атомв! Li будут интеркалироватвся в вдВ пустотвг В отличие от атомов Li, атоМВ1 Rb, достигнув ступеней, имеют сугцественно менвшую вероятности проник­
новения в вдВ пустоту, посколвку (Е*) оченв ввхсока (2.89 эВ). Поэтому, если
интеркаляция атомов Rb и возможна, то лишв частично и при оченв ввхсоких
температурах. Также важно отметитв, для ступени с ориентацией [ОНО] энер­
гия активации возврата атома Rb на террасу значителвно преввхшает энергию
активации диффузии по поверхности, что приводит к образованию энергетиче­
ской ЯМВ1 вблизи ступени (рисунок 4). Это означает, что если на поверхности
Bi^e^^^^^^^
число ступеней с ориентацией [ОНО],
то при низких температурах некоторое количество адатомов всегда будет удерживатвся энергетической ямой вблизи них, что может объяснитв частичное
исчезновение атомов Rb с поверхности в эксперименте [5*].
Также могут бвхтв сделанвх качественнвхе ввюодвх относителвно поведения
изолированнвхх атомов Na, К, и Cs вблизи ступеней на BpSe3(0001). Посколвку
атомнвхе радиусвх К, Rb и Cs достаточно близки и посколвку нахождение в вдВ
пустоте для атомов К и Cs крайне неввхгодно, можно предположитв, что барверв1 для проникновения под ступени для них так же оченв ввхсоки. Что касается
Рисунок 4 - Схематическая иллюстрация энергетических профилей диффузии атомов Li
(снизу) и Rb (сверху) вблизи ступени на поверхности В1^ез(0001)
атомов Na, то, поскольку нахождение на террасе для них лишь немногим бо­
лее предпочтительно, чем нахождение в вдВ пустоте, можно ожидать, что они
будут интеркалироваться при достижении некоторой температуры. Наконец,
проведенные расчеты показывают, что средняя энергия активации интеркаляции атомов Rb почти в 1.5 превышает их энергию адсорбции, которая так же
может рассматриваться как энергия десорбции. Это означает, что для изоли­
рованных атомов Rb процесс десорбции может активироваться при меньших
температурах, чем это необходимо для активации интеркаляции.
Далее изучалось поведение адатомов Cs на верхних кромках ступеней в отсутствии/присутствии вакансий в поверхностном (Se) слое В)^8ез(0001). Иссле­
дование проводилось в контексте эксперимента [4], где сообш;алось о формирова­
нии атомами Cs квазиодномерных структур вдоль ступеней. Квазиодномерные
структуры моделировались в виде идеальных цепочек атомов Cs, поскольку
моделирование нерегулярных агломераций является крайне сложной задачей.
Изучим формирование цепочки, образованной путем помегцения атомов Cs в
ямочные позиции. Рассматривая изолированный атом Cs на ступенчатой по­
верхности B i^ e 3(0001), можно показать, что сугцествуют такие ориентации и
терминации (рисунок 5а), для которых нахождение атома Cs вблизи ступени
энергетически выгодно: при перемегцении атома Cs из позиции ‘2” в позицию
“1” энергия системы понижается на 0.74 эВ. Далее, предполагая, что атом Cs на-
ходится вблизи ступени в позиции “1” [h) и рассматривая в качестве возможных
положений другого атома Cs позиции
‘Ч” (/), можно показать,
что наиболее энергетически выгодной является ситуация 1-4. Таким образом,
конкуренция фактора энергетической выгодности края ступени и кулоновского
отталкивания (т.е. невыгодности ситуации 1-3, в которой положительно заря­
женные ионы Cs находятся слишком близко друг к другу) регулирует процесс
образования цепочки.
(а)
вакуум
[01Ю]
[1120]
210]
Рисунок 5 - Схематическая иллюстрация поверхности (0001) B i^ e 3, содержащей ступень с
ориентацией [0110] (слева) и вид сверху ячеек, использованных для расчетов полных энергий,
содержащих цепочки, в которых атомы Cs находятся в ГЦК позициях (а) и в вакантных узлах
поверхностного селенового слоя (б), около одного и того же атомного окончания ступени с
ориентацией [ОНО]. Показанные в ячейке (а) селеновые вакансии обозначены кружками и
буквами “V”. Кружок, нарисованный гптриховой линией, обозначает положение селеновой
вакансии, расположенной на противоположной поверхности пленки толщиной в 1 ПБ
Для сравнения энергий цепочки, сформированной по типу замегцения, и
цепочки, в которой атомы Cs находятся в ямочных позициях / , выберем рас­
четные ячейки таким образом, чтобы они содержали одинаковое количество
атомов Cs, Se и Bi. На рисунках 56,в правые (левые) части ячеек одинаковы
(различны): в одном случае на левом краю располагается цепочка Cs/, а в дру­
гом - цепочка, сформированная по типу замегцения (С^е)- Количество атомов
в ячейках уравнивается путем образования Se-вакансий в одной из них, как
это показано на рисунке. При этих условиях разница энергий между описан­
ными структурами возникает исключительно из-за различий в центральных
частях и частях около ступеней слева, поскольку правые части ячеек одинако­
вы. Оказывается, что конфигурация, изображенная на рисунке 5в, на 115 мэВ
выгоднее той, что показана на рисунке 56, что согласуется с эксперименталь­
ным наблюдением квазиодномерных структур, в которых атомы Cs занимают
позиции атомов Se поверхностного слоя [4].
В пятой главе дана теоретическая интерпретация эксперимента [1], в
котором допинг поверхности (0001) ТИ B i^e3 атомами углерода приводил к
смегцению точки Дирака в направлении зоны проводимости, что сопровожда­
лось угпирением первого межплоскостного расстояния (по данным рентгенов­
ской дифракции), воспроизводимо возникавгпего при таком допировании. На
рисунке 66 приведены рассчитанные полные энергии системы с атомом углеро­
да, располагаюгцимся в различных симметричных позициях как на поверхности
(рисунок 16), так и под ней (рисунок 6а). Видно, что позиция/*_4 (обозначение
объяснено в тексте диссертации) оказывается как минимум на 0.69 эВ выгод­
нее, чем любая другая из рассмотренных. Усреднение по z координатам атомов
Se поверхностного слоя в расчетной ячейке с атомом углерода в позиции /*_4
приводит к значению среднего межплоскостного расстояния d\ 2 , увеличенно­
му по сравнению с таковым для недопированной поверхности, что находится в
качественном согласии с экспериментом [1]. Следует отметить, однако, что рас­
считанное значение угиирения (^ 6%) оказывается меньгие экспериментального
(11 %), что можно связать со сравнительно низкой концентрацией углерода (8.3
%), предполагавгпейся в расчете.
---- ^----^
(а)
^-- --
^---- ^
(б)
-
...- Q
Вакуум
т
о .....- ....
---Q
-
вдВ
f
ь
h
t
flow
^2-5
о
I*
Рисунок 6 - Схематическое изображение кристаллической структуры B i^ea с обозначением
междоузельных позиций (а) и энергии (в эВ) атома углерода в симметричных позициях на
поверхности (ф h, Ь, ^
позициях (Zi- ^ 12-^ 4*- ^ /low) (б)
На рисунке 7 показаны рассчитанные спектры чистой и возмугценной по­
верхности (в последнем случае как с учетом, так и без учета легирования угле­
родом) B i^ e 3(0001). Из сравнения рисунков 7а,б видно, что угнирение первого
межплоскостного расстояния на 15% без введения атомов углерода в угпиренное
пространство приводит к сдвигу точки Дирака в направлении зонвх проводимо­
сти на 138 мэВ. Учет легирования атомами углерода (рисунок 7в) приводит,
во-первв1х, к электронному легированию, и, во-вторв1х, к сдвигу точки Дирака
в направлении валентной зонвх (по сравнению с ее положением, показаннвш на
рисунке 76). Таким образом, конкуренция этих двух факторов, т. е. сдвиг точки
Дирака вверх вследствие угпирения первого межслоевого расстояния и ее сдвиг
вниз вследствие наличия примеси, приводит к резулвтируюгцей величине сдвига
точки Дирака, равной +6 мэВ по сравнению со случаем чистой невозмугценной
поверхности (рисунок 7а). Этот резулвтат находится в качественном согласии
с резулвтатами фотоэмиссионнвхх измерений [1]. Что касается количественной
сторонв! вопроса, то эксперименталвно измереннвш сдвиг точки Дирака являет­
ся несколвко болвгиим (40±20 мэВ). По-видимому, такая разница обусловлена
болвгпей концентрацией атомов углерода в данном расчете, что требует болвгпего расгпирения первого межслоевого расстояния для наблюдения болвгпего
сдвига точки Дирака. Резулвтатвх пятой главвх опубликованвх в работе [1].
Со.2Д!ЬЗе^ A di2/di2..15 %
K
M
K
Рисунок 7 - Рассчитанная зонная структура В1^Сз(0001) (а) для чистой невозмущенной по­
верхности, (б) для возмущенной поверхности {Adi 2 /d i 2 = 15%), но без углеродного легирова­
ния, (в) для возмущенной поверхности (Ad l2/ ^ l 2 = 15%), с учетом углеродного легирования.
Завышенное по сравнению с экспериментальным значение A d l2/ d l2 обусловлено минималь­
ной концентрацией углерода (25%), которую можно смоделировать в ячейке (2 х 2)
Заключение
Основные резулвтаты и выводы, полученные в ходе выполнения диссерта­
ционной работы:
1. Показано, что атомы 1, 2 и 13 групп на поверхностях В1^ез(0001) и
В1^ез(0001) адсорбируются в ямочные позиции ГЦК типа, в которвхх адатом
располагается строго над атомом халвкогена третвего от поверхности слоя. Ис­
ключение составляют лигпв атомвх Be, В и Т1 на теллуриде висмута - для них
наиболее ввхгодной оказвюается позиция ГПУ типа, в которой адатом находит­
ся строго над атомом висмута второго от поверхности слоя. При этом вне зави­
симости от адсорбционного положения, механизм, определяюгций ввхгодноств
адсорбции атомов 1, 2 и 13 групп в ту или иную симметричную позицию на
поверхностях
и B i^ e 3(0001), является универсалвнвш - адатомв!
располагаются в такой симметричной позиции, в которой возможно установле­
ние ИОННВ1Х, ионно-ковалентнв1х или ковалентнвхх связей с наиболвгпим числом
атомов перввхх двух слоев подложки.
2. Для всех рассматриваемвхх адатомов диффузия на поверхностях
Bi^e^^^^W) и B i^ e 3(0001) происходит путем перескоков из позиций типа ГЦК
в позиции типа ГПУ через мостиковвю позиции, являюгциеся переходивши со­
стояниями. Исключение составляют атомвх бериллия на обеих подложках, демонстрируюгцие сложнвш энергетический профили вдолв диффузионного пути.
В силу чрезввхчайно ввхсоких энергий активации диффузия адатомов 1, 2 и 13
групп перпендикулярно поверхности Bi^e^^^^W) и B i^ e 3(0001) маловероятна
даже в тех случаях, когда подповерхностнвю позиции являются энергетически
более ВВ1ГОДНВШИ, чем позиции на поверхности. Для энергий активации диффу­
зии в рамках одного периода в болвгпинстве случаев справедливо соотногпение
Е'д ^ Е ^3 >
(верхний индекс обозначает номер группвх).
3. Показано, что эффективная интеркаляция в ван-дер-Ваалвсоввх пустотвх
B i^ e 3(0001) с поверхности через ступени оказвюается возможной толвко для
атомов Li и Na, тогда как для атомов К, Rb и Cs она, во-первв1х, крайне энерге­
тически неввюодна, а во-вторвхх, требует преодоления ввхсоких энергетических
барверов. Наиболее вероятнвш местом локализации атомов К, Rb и Cs на по­
верхности B i^ e3(0001) являются края террасв! как у входа в ван-дер-Ваалвсову
пустоту, так и у перехода на нижерасположенную террасу. Такая локализация
адатомов является энергетически ввюодной и может приводитв к формирова­
нию квазиодномернвхх цепочек вдолв ступеней. Процесс формирования таких
цепочек регулируется конкуренцией двух факторов - кулоновского отталкива­
ния положителвно заряженнвхх атомов гцелочнвхх металлов и энергетической
ВВ1ГОДНОСТВЮ нахождения адатома вблизи края ступени: края террасвх аккуму­
лируют адатомв! до тех пор, пока энергия их кулоновского отталкивания не
начинает существенно расти. При наличии вблизи ступеней поверхности (0001)
B i^ e 3 селеноввхх вакансий ввхгоднвш оказвюается формирование таких цепо­
чек, в которвхх адатомв! занимают вакантнвхе узлвх вдолв ступеней.
4.
Показано, что положение точки Дирака топологического состояния для
допированной углеродом поверхности B i^e3(0001) зависит от следующих двух
факторов. С одной сторонвц увеличение расстояния между поверхностнвш (селеноввш) и подповерхностнвш (висмутоввш) атомнвши слоями в резулвтате
допирования приводит к такому изменению полного поверхностного потенциа­
ла, при котором точка Дирака топологического состояния испвхтвюает силвнвш
сдвиг в фундаменталвной щели B i^e3 в направлении зонв! проводимости. С дру­
гой сторонв!, наличие атомов углерода вблизи поверхности B i^e3 изменяет по­
тенциал таким образом, что точка Дирака, напротив, сдвигается в направлении
валентной зонвг Конкуренция даннвхх двух факторов обуславливает резулвтирующие величину и направление сдвига точки Дирака в фундаменталвной щели
Bi^e3.
Далвнейгпие исследования могут бвхтв посвященвх изучению адсорбции,
диффузии и интеркаляции атомов других сортов, включая магнитнвю атомвц
на поверхностях слоиствхх топологических изоляторах, не рассмотреннвхх в дан­
ной работе.
Список основных работ, опубликованны х по теме
диссертации
Статьи в журналах, включенных в Перечень рецензируемых научных
изданий, в которых должны быть опубликованы оеновные научные результа­
ты диееертаций на еоиекание ученой степени кандидата наук, на еоиекание
ученой степени доктора наук:
1.
Roy S. Tuning the Dirac Point Position in B i^e3 (0001) via Surface
Carbon Doping / S. Roy, H. L. Meyerheim, A. Ernst, K. Mohseni, C. Tusche,
M. G. Vergniory, T. V. Menshchikova, M. M. Otrokov, A. G. Ryabishchenkova,
Z. S. Aliev, M. B. Babanly, K. A. Kokh, O. E. Tereshchenko, E. V. Chulkov,
J. Schneider, J. Kirschner / / Physical Review Letters. - 2014. - Vol. 113, is. 11.
- Article number 116802. ^ 5 p. - DOI: 10.1103/PhysRevLett.ll3.116802. - 0,8^
0,32
П.Л.
{ Web of Science)
2. Рябищенкова А. Г. Адсорбция, диффузия и интеркаляция атомов щеЛОЧНВ1Х металлов на поверхности (0001) топологического изолятора ВцЗез: ис­
следование аЬ initio / А. Г. Рябигценкова, М. М. Отроков, В. М. Кузнецов,
Е. В. Чулков / / Журнал эксперименталвной и теоретической физики. - 2015.
- Т. 148, вып. 3 (9). - С. 535-548. - 1,75 / 1,5 п.л.
переводная вереия: Ryabishchenkova А. G. АЬ initio study of the adsorption,
diffusion, and intercalation of alkali metal atoms on the (0001) surface of
the topological insulator BbSe3 / A. G. Ryabishchenkova, M. M. Otrokov,
V. M. Kuznetsov, E. V. Ghulkov / / Journal of experimental and theoretical physics.
- 2015. - Vol. 121, is. 3. - P. 465-476. - DOE 10.1134/S1063776115090186. {Web
of Science)
3. Gosalvez M. A. Low-coverage surface diffusion in complex periodic energy
landscapes: analytical solution for system with symmetric hops and application
to intercalation in topological insulators / M. A. Gosalvez, M. M. Otrokov,
N. Ferrando, A. G. Ryabishchenkova, A. Ayuela, P. M. Echenique, E. V. Ghulkov
/ / Physical Review B. - 2016. - Vol. 93, is. 7. - Article number 075429. ^ 18 p. DOI:10.1103/PhysRevB.93. 075429. - 2,2 / 0,37 п.л. {Web of Science)
4. Otrokov M. M. Geometric and electronic structure of the Gs-doped
B i^ e 3 (0001) surface / M. M. Otrokov, A. Ernst, K. Mohseni, H. Fulara,
S. Roy, G. R. Gastro, J. Rubio-Zuazo, A. G. Ryabishchenkova, K. A. Kokh,
O. E. Tereshchenko, Z. S. Aliev, M. B. Babanly, E. V. Ghulkov, H. L. Meyerheim,
S. S. P. Parkin / / Physical Review B. - 2017. - Vol. 95, is. 20. - Article number
205429. ^ 9 p. - DOI: 10.1103/PhysRevB.95.205429. - 1,42 / 0,43 п.л. {Web of
Science)
Публикации в других научных изданиях:
5. Рябигценкова А. Р. Диффузия атомов Rb на ступенчатой поверхно­
сти B i^ e 3 в случае низких покрытий / А. Р. Рябигценкова, М. М. Отроков,
В. М. Кузнецов / / Физика полупроводников и наноструктур, полупроводнико­
вая опто- и наноэлектроника : тезисы докладов 15-й Всероссийской молодежной
конференции. Оанкт-Петербург, 25-29 ноября 2013 г. - GanKT-Петербург, 2013.
- G. 18. - 0,07 / 0,05 п.л.
6. Рябигценкова А. Р. Адсорбция и диффузия атомов гцелочных металлов
на поверхности B^Se^ аЬ initio / А. Р. Рябигценкова / / Физика твердого те­
ла : сборник материалов IVX Российской научной студенческой конференции.
Томск, 13-15 мая 2014 г. - Томск, 2014. - G. 150-151. - 0,12 п.л.
7. Ryabishchenkova A. G. Adsorption, diffusion and intercalation of alkali
metal atoms deposited on the stepped BbSe3 surface: An ab initio study /
A. G. Ryabishchenkova, M. M. Otrokov, V. M. Kuznetsov / / NANO-2014 : abstracts
XII International conference on nanostructured materials. Moscow, July 13-18, 2014.
- Moscow, 2014. - R 292. - 0,03 / 0,02 п.л.
8. Ryabishchenkova A. G. Adsorption, diffusion and intercalation of alkali
metal atoms deposited on the stepped BbSe3 surface: A first-principle study
/ A. G. Ryabishchenkova / / 30 th European Gonference on Surface Science
(EGOSS-30) : book of abstracts. Antalya, Turkey, 31 August - 05 September, 2014.
- Antalya, 2014. - P. 533. - 0,06 п.л.
9. Ryabishchenkova A. G. Ab initio study of adsorption and diffusion of the
I-, Ila- and Ilia- group adatomson the surface of topological insulator BhSe3 /
A. G. Ryabishchenkova, M. M. Otrokov, V. M. Kuznetsov, E. V. Ghulkov / / New
Trends in topological insulators (NTTI) : book of abstracts. Donostia-San Sebastian,
Spain, July 06-10, 2015. - Donostia-San Sebastian, 2015. - I p . - 0,05 / 0,04 п.л.
10. Рябигценкова A. P. Адсорбция и диффузия атомов I-, ПА- и IIIA
групп на поверхности топологических изоляторов BpSe^ и B i^ e 3 : ab initio
/ А. Р. Рябигценкова, М. М. Отроков, В. М. Кузнецов, Е. В. Чулков / / Физи­
ка поверхностных явлений, межфазных границ и фазовые переходы (Physics of
Surface Phenomena, phase boarders and phase transistions) : труды международ­
ного междисциплинарного симпозиума. Налвчик - Ростов-на-Дону - Ррозный
- пос. Южный, 16-21 сентября 2015 г. - Ростов-на-Дону, 2015. - Вып. 5. - G.
213-214. - 0,19 / 0,18 п.л.
Список литературы
1*. Hasan, М. Z. Golloquium: Topological insulators / М. Z. Hasan
G. L. Kane / / Reviews of Modern Physics. ^ 2010. ^ Vol. 82. ^ P. 3045-3067.
2*. Gontreliable magnetic doping of the surface state of a topological insulator
T. Schlenk, M. Bianchi, M. Koleini [et. ah] / / Physical Review Letters. ^ 2013. ^
Vol. n o . ^ P. 126804.
3*. Surface alloying and iron selenide formation in Fe/BLSe3(0001) observed
by x-ray absorption fine structure experiments / A. Polyakov, H. L. Meyerheim,
E. D. Grozier [et. ah] / / Physical Review B. ^ 2015. ^ Vol. 92. ^ P. 045423.
4*. Rashba Spin-Splitting Gontrol at the Surface of the Topological Insulator
Bi^ 0 3 / Z.-H. Zhu, G. Levy, B. Ludbrook [et. al.] / / Physical Review Letters. ^
2011. ^ VoL 107. ^ P. 186405.
5*. Robust Surface Doping of BLSe3 by Rubidium Intercalation / M. Bianchi,
R. C. Hatch, Z. Li [et. ah] / / ACS Nano. ^ 2012. ^ Vol. 6, No 8. ^ P. 7009-7015.
6*. Simultaneous magnetic and charge doping of topological insulators with
carbon / L. Shen, M. Zeng, Y. Lu [et. ah] / / Physical review letters. ^ 2013. ^ Vol.
I l l No 23. ^ P. 236803.
Тираж 100 экз. Заказ 45.
Томский государственный университет
систем управления и радиоэлектроники.
634050, г. Томск, пр. Ленина, 40.
Тел. (3822) 533018.
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа