Структура чистих Si−Si, Ge−Ge та змішаних аддимерів Si−Ge на поверхні Si(001)
The adsorption of Ge on the Si(001) surface has been studied using ab initio quantum chemical (QM) and combined quantum-chemical–molecular-mechanical (QM/MM) cluster calculations. Multiconfigurational self-consistent field calculations that took the configuration interaction into account were perfor...
Збережено в:
| Дата: | 2022 |
|---|---|
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian English |
| Опубліковано: |
Publishing house "Academperiodika"
2022
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2022119 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Ukrainian Journal of Physics |
Репозитарії
Ukrainian Journal of Physics| id |
ujp2-article-2022119 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| spelling |
ujp2-article-20221192022-02-15T19:46:56Z Structure of Pure Si−Si, Ge−Ge, and Mixed Si−Ge Addimers on Si(001) Surface Структура чистих Si−Si, Ge−Ge та змішаних аддимерів Si−Ge на поверхні Si(001) Afanasieva, T.V. Greenchuck, A.A. Koval, I.P. Nakhodkin, M.G. - - The adsorption of Ge on the Si(001) surface has been studied using ab initio quantum chemical (QM) and combined quantum-chemical–molecular-mechanical (QM/MM) cluster calculations. Multiconfigurational self-consistent field calculations that took the configuration interaction into account were performed to examine the geometric and electronic structures of pure Si–Si, Ge–Ge, andmixed Si–Ge addimers on the Si(001) surface. All addimers were found to possess a biradical character, being not tilted with respect to the surface. The bond lengths in Si–Si, Ge–Ge, and Si–Ge addimers were determined to equal 2.35, 2.45, and 2.41 Å, respectively. The formation of pure Ge–Ge addimers on the Si(001) surface was found to be more beneficial energetically than that of mixed Si–Ge addimers. The natural orbital occupation numbers (NOONs) of antibonding orbitals in Si–Si, Ge–Ge, and mixed Si–Ge addimer structures on the Si(001) surface were calculated to be 0.56, 0.65, and 0.66, respectively. The NOONs of antibonding orbitals for surface dimers was found to be 0.35. The biradical character was more pronounced in the addimer case. The influence of a voltage applied to an STM tip on the NOONs of antibonding orbitals in pure Si–Si and mixed Si–Ge addimers on the Si(001) surface has been analyzed. Under the action of the tip voltage, the multiplicity of a pure Ge–Ge addimer was observed to change from the singlet tothe triplet one. 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. Publishing house "Academperiodika" 2022-02-15 Article Article Peer-reviewed Рецензована стаття application/pdf application/pdf https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2022119 10.15407/ujpe56.3.240 Ukrainian Journal of Physics; Vol. 56 No. 3 (2011); 240 Український фізичний журнал; Том 56 № 3 (2011); 240 2071-0194 2071-0186 10.15407/ujpe56.3 uk en https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2022119/2369 https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2022119/2370 |
| institution |
Ukrainian Journal of Physics |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian English |
| topic |
- - |
| spellingShingle |
- - Afanasieva, T.V. Greenchuck, A.A. Koval, I.P. Nakhodkin, M.G. Структура чистих Si−Si, Ge−Ge та змішаних аддимерів Si−Ge на поверхні Si(001) |
| topic_facet |
- - |
| format |
Article |
| author |
Afanasieva, T.V. Greenchuck, A.A. Koval, I.P. Nakhodkin, M.G. |
| author_facet |
Afanasieva, T.V. Greenchuck, A.A. Koval, I.P. Nakhodkin, M.G. |
| author_sort |
Afanasieva, T.V. |
| title |
Структура чистих Si−Si, Ge−Ge та змішаних аддимерів Si−Ge на поверхні Si(001) |
| title_short |
Структура чистих Si−Si, Ge−Ge та змішаних аддимерів Si−Ge на поверхні Si(001) |
| title_full |
Структура чистих Si−Si, Ge−Ge та змішаних аддимерів Si−Ge на поверхні Si(001) |
| title_fullStr |
Структура чистих Si−Si, Ge−Ge та змішаних аддимерів Si−Ge на поверхні Si(001) |
| title_full_unstemmed |
Структура чистих Si−Si, Ge−Ge та змішаних аддимерів Si−Ge на поверхні Si(001) |
| title_sort |
структура чистих si−si, ge−ge та змішаних аддимерів si−ge на поверхні si(001) |
| title_alt |
Structure of Pure Si−Si, Ge−Ge, and Mixed Si−Ge Addimers on Si(001) Surface |
| description |
The adsorption of Ge on the Si(001) surface has been studied using ab initio quantum chemical (QM) and combined quantum-chemical–molecular-mechanical (QM/MM) cluster calculations. Multiconfigurational self-consistent field calculations that took the configuration interaction into account were performed to examine the geometric and electronic structures of pure Si–Si, Ge–Ge, andmixed Si–Ge addimers on the Si(001) surface. All addimers were found to possess a biradical character, being not tilted with respect to the surface. The bond lengths in Si–Si, Ge–Ge, and Si–Ge addimers were determined to equal 2.35, 2.45, and 2.41 Å, respectively. The formation of pure Ge–Ge addimers on the Si(001) surface was found to be more beneficial energetically than that of mixed Si–Ge addimers. The natural orbital occupation numbers (NOONs) of antibonding orbitals in Si–Si, Ge–Ge, and mixed Si–Ge addimer structures on the Si(001) surface were calculated to be 0.56, 0.65, and 0.66, respectively. The NOONs of antibonding orbitals for surface dimers was found to be 0.35. The biradical character was more pronounced in the addimer case. The influence of a voltage applied to an STM tip on the NOONs of antibonding orbitals in pure Si–Si and mixed Si–Ge addimers on the Si(001) surface has been analyzed. Under the action of the tip voltage, the multiplicity of a pure Ge–Ge addimer was observed to change from the singlet tothe triplet one. |
| publisher |
Publishing house "Academperiodika" |
| publishDate |
2022 |
| url |
https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2022119 |
| work_keys_str_mv |
AT afanasievatv structureofpuresisigegeandmixedsigeaddimersonsi001surface AT greenchuckaa structureofpuresisigegeandmixedsigeaddimersonsi001surface AT kovalip structureofpuresisigegeandmixedsigeaddimersonsi001surface AT nakhodkinmg structureofpuresisigegeandmixedsigeaddimersonsi001surface AT afanasievatv strukturačistihsisigegetazmíšanihaddimerívsigenapoverhnísi001 AT greenchuckaa strukturačistihsisigegetazmíšanihaddimerívsigenapoverhnísi001 AT kovalip strukturačistihsisigegetazmíšanihaddimerívsigenapoverhnísi001 AT nakhodkinmg strukturačistihsisigegetazmíšanihaddimerívsigenapoverhnísi001 |
| first_indexed |
2023-03-24T09:00:36Z |
| last_indexed |
2023-03-24T09:00:36Z |
| _version_ |
1795757757113040896 |