ЖЭТФ, 2021, том 160, вып. 1 (7), стр. 55-61
© 2021
ДЕФОРМАЦИЯ МЕЖАТОМНЫХ СВЯЗЕЙ В ВЕРХНИХ СЛОЯХ
ПОВЕРХНОСТИ Ge(111) СО СТРУКТУРАМИ
c(2 × 8), 7 × 7 И 5 × 5
А. Е. Долбак, Р. А. Жачук*
Институт физики полупроводников им. А. В. Ржанова Сибирского отеделения Российской академии наук
630090, Новосибирск, Россия
Поступила в редакцию 25 ноября 2020 г.,
после переработки 18 января 2021 г.
Принята к публикации 18 января 2021 г.
С помощью расчетов ab initio исследована деформация межатомных связей в верхних атомных сло-
ях поверхности Ge(111) со структурами c(2 × 8), 7 × 7 и 5 × 5. Расчеты выполнены в рамках теории
функционала плотности как для релаксированной, так и для упруго-сжатой поверхности Ge(111). Было
показано, что вплоть до 4-процентного сжатия решетки в верхнем слое поверхности Ge(111) со струк-
турами 7 × 7 и 5 × 5 наблюдается деформация растяжения связей. При этом деформация связей на
поверхности со структурой 5 × 5 больше, чем на поверхности со структурой 7 × 7, что вызвано в среднем
большей деформацией димеров в структуре 5 × 5. Результаты работы позволяют корректно интерпрети-
ровать экспериментальные данные, получаемые в процессе формирования смачивающего слоя при росте
Ge/Si(111).
DOI: 10.31857/S0044451021070063
альных слоев (так называемого смачивающего слоя,
СС) происходит рост трехмерных островков на СС.
1. ВВЕДЕНИЕ
Так, на поверхности Si(111) при росте Ge в квази-
равновесных условиях СС состоит из трех атомных
В последние два десятка лет было проведено
слоев [7]. Каждый атомный слой (111) решетки ти-
множество исследований, касающихся свойств сис-
па алмаза состоит из двух монослоев, поэтому такой
темы Ge/Si, и активные исследования в этой об-
слой называют также бислоем (рис. 1a). Отдельные
ласти до сих пор продолжаются [1-4]. Интерес к
слои соединены между собой вертикальными связя-
этой системе вызван тем, что технология создания
ми в направлении [111]. Нужно заметить, что в ста-
устройств на основе Ge/Si совместима с уже имею-
дии формирования СС дислокации несоответствия
щейся технологией для Si. В то же время исполь-
не формируются, так как толщина пленки являет-
зование Ge дает ряд преимуществ, так как подвиж-
ся докритической и, следовательно, протекание пла-
ность носителей заряда в Ge больше, чем в Si [5].
стической релаксации напряжений энергетически не
Кроме того, было продемонстрировано, что нано-
выгодно.
структуры Ge/Si с квантовыми точками являются
перспективными для применения в оптоэлектронике
Формирование СС Ge/Si(111) подробно описано
[6]. Таким образом, понимание атомных процессов,
в литературе [8]. Оно состоит из трех последова-
происходящих в этой системе, является важным.
тельных стадий: а) зарождение островков Ge тол-
Из-за того что постоянная решетки Ge пример-
щиной 3 бислоя (высотой около 1 нм) на чистой по-
но на 4% больше, чем Si, система Ge/Si является
верхности Si(111)-7 × 7; б) латеральный рост ост-
напряженной и используется в качестве модельной
ровков Ge без изменения их толщины; в) смыкание
системы для изучения роста по механизму Стран-
краев соседних островков с образованием сплош-
ского - Крастанова. При росте по этому механизму
ного СС. Экспериментально установлено, что лате-
после формирования первых нескольких эпитакси-
ральный рост островков Ge/Si(111) при формиро-
вании СС сопровождается изменением структуры
* E-mail: zhachuk@gmail.com
(111)-террас на поверхности островков Ge. В ста-
55
А. Е. Долбак, Р. А. Жачук
ЖЭТФ, том 160, вып. 1 (7), 2021
а
УВ
УВ
1-й слой
Ячейка 7
7
(неполный
Адатомы
бислой
б
Адатомы
+ димеры)
2-й слой
3-й слой
УВ
в
г
2-й (3-й) слой
1-й слой
УВ
УВ
УВ
Рис. 1. (В цвете онлайн) a) DAS-модель структуры 7 × 7, вид сбоку (в направлении [110]). На рисунках б-г показаны
связи, исследуемые в этой работе. б) Адатомы в ячейке 7 × 7 и относящиеся к ним связи. в) Атомы 1-го слоя (неполный
бислой и димеры) и относящиеся к ним связи. Связи, относящиеся к димерам, выделены черным. г) Атомы 2-го и 3-го
слоев и относящиеся к ним связи
дии а) поверхность островков имеет структуру 7×7,
из-за большего количества пустот в первом атом-
характерную для чистых ненапряженных поверхно-
ном слое, куда при сжатии могут смещаться атомы
стей Si(111), в стадии б) на поверхности островков
поверхности. Нужно заметить, однако, что прямых
наблюдаются структуры 7 × 7 и 5 × 5, а в стадии в)
экспериментальных доказательств того, что поверх-
поверхность сформированного CC имеет структуру
ность островков Ge(111)-5 × 5 является более релак-
5 × 5.
сированной, чем Ge(111)-7 × 7, нет. Таким образом,
выводы работ [11, 12] основаны исключительно на
Поверхностные структуры 7 × 7 и 5 × 5 описыва-
оценках, сделанных на основе теории упругости.
ются атомной DAS-моделью (dimer adatom stacking
fault), которая охватывает целое семейство струк-
Хорошо известно, что тензор напряжений по-
тур, определяемых как (2n + 1) × (2n + 1), где n =
верхности зависит от особенностей связей атомов на
= 1, 2, 3, . . . [9, 10]. В DAS-модели в углах ячеек
ней, в частности, от топологии этих связей [14]. Сле-
имеются вакансии (угловые вакансии, УВ) в первом
довательно, релаксация напряжений на поверхности
атомном слое (рис. 1а). В недавно опубликованных
и в тонкой пленке зависит от особенностей химиче-
работах [11,12] утверждается, что изменение струк-
ских связей атомов Ge в структурах 7×7 и 5×5, ко-
туры поверхности островков Ge от 7 × 7 к 5 × 5 при
торые никак не учитываются при расчете в рамках
формировании СС Ge/Si(111) приводит к частич-
теории упругости с использованием констант, полу-
ной релаксации напряжений сжатия, имеющих ме-
ченных для объемных материалов. В частности, гео-
сто в СС. Эта интересная идея вызвана кажущей-
метрия связей атомов в DAS-структурах сильно от-
ся аналогией между дислокациями несоответствия,
личается от имеющейся в объеме кристаллов с ре-
приводящими к релаксации напряжений в толстых
шеткой типа алмаза [9]. Это наблюдение ставит под
пленках Ge/Si [13] и УВ в структурах 7 × 7 и 5 × 5.
сомнение достоверность выводов, сделанных в рабо-
Идея работ [11,12] состоит в следующем: поскольку
тах [11, 12].
размер ячейки 5 × 5 меньше, чем ячейки 7 × 7, чис-
Кроме того, в работе [8] нами были рассчи-
ло УВ на единицу площади больше. Следовательно,
таны зависимости энергий поверхностей Si(111) и
поверхность Ge со структурой 5 × 5 должна быть
Ge(111) от деформации поверхности (см. рис. 2 ра-
менее напряженной, чем поверхность Ge(111)-7 × 7
боты [8]). На основе полученных данных было пока-
56
ЖЭТФ, том 160, вып. 1 (7), 2021
Деформация межатомных связей в верхних слоях поверхности. . .
зано, что тензор напряжений для недеформирован-
личные наборы базисных функций для атомов Ge
ных поверхностей со структурой 5×5 выше, чем для
верхних и нижних слоев. Так, для трех верхних сло-
поверхностей со структурой 7×7 (см. табл. 1 работы
ев атомов Ge использовали по два набора s- и p-ор-
[8]). Используя данные, приведенные на рис. 2 рабо-
биталей плюс один набор d-орбиталей (13 функций
ты [8], можно показать, что это справедливо также
на атом), а для трех нижних слоев атомов Ge —
и для поверхности Ge(111), двухосно сжатой на 4 %
один набор s-орбиталей и один набор p-орбиталей
в плоскости. Таким образом, результаты работы [8]
(4 функции на атом). Для атомов H использовали
свидетельствуют об отсутствии релаксации поверх-
один набор s-орбиталей (1 функция на атом).
ности Ge(111) при изменении структуры от 7 × 7 к
Ранее было установлено, что структуры c(2 × 8),
5 × 5.
7 × 7 и 5 × 5 соответствуют различным степеням
В данной работе с помощью расчетов на основе
сжатия решетки Ge(111) [8], поэтому для полноты
теории функционала плотности (density functional
исследования мы провели расчеты для всех трех
theory, DFT) и с использованием атомных моделей
структур. Для расчетов использовали плиты (slabs),
структур c(2 × 8), 7 × 7 и 5 × 5 подробно исследована
состоящие из 6 слоев Ge(111), как в работе [8]. На
деформация межатомных связей в приповерхност-
верхней поверхности задавали структуры c(2 × 8),
ных слоях Ge(111) в зависимости от степени сжатия
7 × 7 и 5 × 5, а нижняя поверхность с оборванными
кристаллической решетки. Заметим, что деформа-
связями была пассивирована атомами H. Структу-
ция межатомных связей на поверхности по отноше-
ры c(2 × 8), 7 × 7 и 5 × 5 строили в соответствии
нию к равновесным связям в объеме кристалла яв-
с их атомными моделями: простой адатомной мо-
ляется основным фактором, определяющим напря-
делью для структуры c(2 × 8) [22] и DAS-моделью
женность поверхности. Хотя исследование на основе
для структур 7 × 7 и 5 × 5 [9, 10]. Вакуумный про-
анализа деформации связей является скорее каче-
межуток составлял 30Å. Интегрирование по зоне
ственным, оно позволяет выяснить, почему поверх-
Бриллюэна проводилось с использованием плотных
ность с одной структурой является более напряжен-
решеток из k-точек, заданных по схеме Монкхорс-
ной, чем с другой, а также определить, какие эле-
та - Пака [23]: 8 × 2 × 1 для структуры c(2 × 8) (бы-
менты реконструкции поверхности влияют на ре-
ла использована прямоугольная расчетная ячейка,
лаксацию поверхности при ее деформации.
в 2 раза большая по площади элементарной ячейки
c(2 × 8)), 4 × 4 × 1 для структуры 5 × 5 и 3 × 3 × 1 для
структуры 7×7. Упруго-напряженные слои Ge(111),
имеющие место при формировании СС Ge/Si(111),
2. ДЕТАЛИ РАСЧЕТОВ
моделировали путем двухосной (biaxial) деформа-
Расчеты на основе DFT были выполнены с по-
ции εb плит в диапазоне -4, . . . , 0 % (сжатие) в плос-
мощью программного пакета Siesta [15] в приближе-
кости (111). Использование плит толщиной 6 слоев
нии локальной электронной плотности (local density
является корректной моделью для исследования де-
approximation, LDA) для обменно-корреляционного
формаций межатомных связей в СС Ge/Si(111) тол-
взаимодействия между электронами [16] и с ис-
щиной 3 слоя, так как результаты показывают, что
пользованием псевдопотенциалов [17]. Нами были
деформации связей, обусловленные влиянием по-
использованы псевдопотенциалы из базы данных
верхности, в основном локализованы в первых двух
программного пакета ABINIT [18], так как ранее
поверхностных слоях. Координаты атомов верхних
было продемонстрировано, что результаты расче-
пяти слоев Ge оптимизировали до тех пор, пока
тов, выполненных с их использованием, хорошо
действующие на них силы не становились меньше
согласуются как с экспериментальными данными,
0.01 эВ/Å, после чего считалось, что поверхность до-
так и с данными, полученными с помощью дру-
стигла равновесия. Расчетное значение постоянной
гих программных пакетов [8, 19, 20]. Для поверх-
решетки Ge составляло 5.650Å при использовании
ности Ge(111)-c(2 × 8) были проведены также те-
LDA и 5.777Å при использовании GGA (экспери-
стовые расчеты с использованием корреляционно-
ментальное значение 5.660Å).
обменного функционала в приближении обобщен-
ного градиента (generalized gradient approximation,
GGA) [21], о чем кратко упоминается в тексте. Со-
3. РЕЗУЛЬТАТЫ
стояния валентных электронов были представлены
в виде линейной комбинации атомных орбиталей
При сжатии решетки Ge в плоскости (111) про-
[15]. Для ускорения расчетов использовались раз-
исходит увеличение межплоскостного расстояния
57
А. Е. Долбак, Р. А. Жачук
ЖЭТФ, том 160, вып. 1 (7), 2021
Таблица. Количество различных связей в верхнем (реконструированном) слое поверхности Ge(111) с различными
структурами и площади ячеек этих структур
Структура
Площадь ячейки,Å2
Число связей на ячейку сверхструктуры
поверхности
εb=0 %
εb = -4 %
к адатомам
к димерам
в 1-м
всего
Ge(111)
бислое
c(2 × 8)
110.5
101.8
6
0
24
30
7×7
676.8
623.8
36
45
90
171
5×5
345.3
318.3
18
30
36
84
между отдельными слоями [8] с соответствующим
, %
удлинением связей Ge-Ge. В настоящей работе мы
4
исследовали изменение межатомных связей в от-
дельных слоях при сжатии решетки Ge и при этом
3
не следили за связями между слоями Ge, так как
2
эти связи в меньшей степени влияют на релаксацию
напряжений, вызванных интерфейсом Ge/Si(111).
1
Влияние углов между связями на степень напря-
женности поверхности также не рассматривалось.
0
На рис. 1a показана DAS-модель структуры 7×7
поверхности (111) [9]. На рис. 1б-г изображены от-
–1
дельные слои структуры 7 × 7. Рисунки 1б-г иллю-
–2
стрируют межатомные связи, которые учитывались
в нашем анализе. Межатомные связи на поверхно-
–3
–4
–3
-2
–1
0
стях со структурами 5×5 и c(2×8) рассматривались
, %
аналогичным образом. В таблице приведены данные
b
о количестве различных связей в верхнем (рекон-
Рис. 2. Зависимости средней деформации длин межатом-
струированном) слое поверхности Ge(111) с различ-
ных связей (δ) в верхних слоях поверхностей Ge(111) с
ными рассматриваемыми структурами.
различной структурой от двухосной деформации (εb) ре-
Нами были рассчитаны средние деформации
шетки Ge в плоскости (111)
длин межатомных связей
100 %
li - l0
δ=
,
1. Связи в верхнем (реконструированном) слое
N
l0
i
при εb = 0 % имеют сильную деформацию растя-
жения (δ > 0 %) для всех структур на поверхности
где l0 — равновесная длина связей Ge-Ge в объе-
Ge(111).
ме кристалла при εb = 0 %, а N — число иссле-
2. Наиболее деформированные связи в верхнем
дуемых связей. На рис. 2 приведены зависимости
слое имеют место для структуры 5 × 5, а наименее
δ(εb) для верхних слоев поверхностей Ge(111) с раз-
деформированные — для структуры c(2 × 8).
личной структурой, рассчитанные с использовани-
3. Деформации связей, вызванные влиянием по-
ем LDA для корреляционно-обменного функциона-
верхности, очень быстро затухают в глубь кристал-
ла. Были проведены также тестовые расчеты с ис-
ла. Деформация связей во втором и третьем бисло-
пользованием GGA [21] для поверхности Ge(111) со
ях при εb = 0 % уже близка к нулю. Таким образом,
структурой c(2 × 8). Расчеты показали, что
поверхности с разной структурой различаются де-
| δLDA - δGGA |< 0.1%.
формацией связей лишь в верхнем слое.
4. При сжатии решетки кристалла в плоскости
Из данных, представленных на рис. 2 можно сделать
(111) атомные связи во втором и третьем слоях ожи-
следующие выводы.
даемо укорачиваются. При этом растянутые связи
58
ЖЭТФ, том 160, вып. 1 (7), 2021
Деформация межатомных связей в верхних слоях поверхности. . .
в верхнем слое релаксируют, приближаясь к равно-
весной длине. Тем не менее связи в верхнем слое
остаются растянутыми даже при εb = -4 %.
Плотность межатомных связей (n) в верхнем
слое поверхности Ge(111)-7 × 7 составляет n
0.25Å-2 при εb = 0 % и n ≈ 0.27Å-2 при εb =
= -4 %, а в структуре 5 × 5 несколько меньше: n ≈
0.24Å-2 при εb = 0 % и n ≈ 0.26Å-2 при εb =
= -4 % (см. таблицу). Это вызвано тем, что размер
ячейки 5 × 5 меньше, чем ячейки 7 × 7 и, следова-
тельно, плотность УВ на поверхности Ge(111)-5 × 5
больше. Выше мы сравнили средние значения де-
формаций δ по верхнему слою поверхности Ge(111)
и нашли, что δ5×5 > δ7×7. Это неравенство сохраня-
ется также при учете разного количества связей на
поверхностях со структурами 7 × 7 и 5 × 5, а именно:
n5×5δ5×5 > n7×7δ7×7.
Рис. 3. (В цвете онлайн) Зависимости средней деформа-
Сильно растянутые связи в верхнем атомном
ции длин межатомных связей (δ) в верхнем атомном слое
слое поверхности и почти недеформированные связи
поверхностей Ge(111) с различной структурой от двухос-
в нижележащих слоях при εb = 0 % свидетельству-
ной деформации (εb) решетки Ge в плоскости (111)
ют о наличии значительного напряжения растяже-
ния (σ > 0) поверхности. Ранее наличие напряже-
ния растяжения на реконструированных поверхно-
ставе структуры c(2×8), вызывающих дополнитель-
стях Ge(111) было установлено путем расчета зави-
ное растяжение связей в 1-м бислое поверхностей со
симостей энергий γ этих поверхностей от двухосной
структурами 7 × 7 и 5 × 5.
деформации решетки Ge в плоскости (111) [8]. Было
3. Связи в димерах в структуре 5 × 5 в среднем
также показано, что наличие напряжений растяже-
сильнее деформированы, чем в структуре 7 × 7. Это
ния характерно для реконструированных поверхно-
вызвано тем, что связи в димерах, расположенных
стей Si(111) [8,24], что ожидаемо из-за близких хи-
посередине между УВ структуры 7 × 7 (рис. 1в), ме-
мических свойств Ge и Si. Поскольку поверхности
нее деформированы, чем связи в димерах, располо-
со структурой 5 × 5 имеют большую деформацию
женных вблизи УВ. Следует отметить, что в струк-
связей, чем поверхности со структурой 7 × 7, они
туре 5 × 5 все димеры расположены вблизи УВ.
должны быть сильнее напряжены, т. е. σ5×5 > σ7×7.
И действительно, расчет тензоров напряжений это
4. Изменения деформаций связей 1-го бислоя и
подтверждает [8, 24].
адатомов при изменении двухосной деформации ре-
На рис. 3 приведены зависимости δ(εb) для от-
шетки Ge(111) тесно связаны. Так, быстрое изме-
дельных групп связей верхнего атомного слоя по-
нение деформаций связей, ведущих к адатомам в
верхности Ge(111) с различной структурой (1-го
структуре c(2 × 8), соответствует быстрому измене-
бислоя, адатомов и димеров), рассчитанные с ис-
нию деформаций связей в 1-м бислое этой структу-
пользованием LDA для корреляционно-обменного
ры. Аналогично, медленное изменение деформаций
функционала. Эти данные дают детальное пред-
связей, ведущих к адатомам в структурах 7 × 7 и
ставление о том, как распределены деформации свя-
5 × 5, соответствует медленному изменению дефор-
зей в реконструированном слое. Из данных, пред-
маций связей в 1-х бислоях этих структур. Следова-
ставленных на рис. 3, можно сделать следующие вы-
тельно, изменение деформации решетки Ge(111) в
воды.
случае структур 7×7 и 5×5 отражается в основном
1. Наиболее деформированные связи обусловле-
на деформации связей в димерах.
ны адатомами на поверхности Ge(111), следом идут
Исходя из изложенного выше, можно утверж-
связи в димерах, а затем связи в 1-м бислое.
дать, что более высокая деформация связей верх-
2. Связи в 1-м бислое поверхности Ge(111) со
него слоя поверхности Ge(111)-5 × 5 по сравнению с
структурой c(2 × 8) заметно менее деформированы,
этими связями в структуре 7×7 (см. рис. 2) вызвана
чем эти связи на поверхностях со структурами 7×7
большей деформацией связей в димерах в структу-
и 5 × 5. Это объясняется отсутствием димеров в со-
ре 5 × 5. Динамика изменения деформаций связей в
59
А. Е. Долбак, Р. А. Жачук
ЖЭТФ, том 160, вып. 1 (7), 2021
верхних слоях структур 7 × 7 и 5 × 5 при изменении
изменении структуры Ge(111) от 7 × 7 к 5 × 5 не
двухосной деформации решетки (см. рис. 2) связа-
происходит.
на в основном с релаксацией связей в димерах при
сжатии решетки Ge в плоскости (111).
Благодарности. Авторы выражают благодар-
В работе [25] было проведено исследование спек-
ности А. Б. Талочкину и Д. И. Рогило за плодотвор-
тра комбинационного рассеяния света на опти-
ное обсуждение задачи и информационно-вычисли-
ческих фононах широких трехслойных островков
тельному центру НГУ за предоставление доступа к
Ge(111)-7 × 7, образующихся на начальной стадии
вычислительным ресурсам кластера.
формирования СС Ge/Si(111). На основе анализа
сдвига частот фононов был сделан вывод, что де-
формация островков значительно меньше ожидае-
ЛИТЕРАТУРА
мых 4 %. В работе была высказана гипотеза, что
это вызвано реконструкцией 7 × 7-поверхности ост-
ровков германия. Результаты, полученные в нашей
1.
A. A. Shklyaev and A. V. Latyshev, Appl. Surf. Sci.
работе, подтверждают это предположение: растяну-
465, 10 (2019).
тые связи первого слоя поверхности Ge(111)-7 × 7
2.
A. A. Shklyaev and A. V. Latyshev, Sci. Rep. 10,
при деформации εb = -4 % существенно релаксиру-
13759 (2020).
ют, что должно приводить к меньшему сдвигу час-
тот.
3.
Ch. Ishii and Y. Shigeta, Thin Solid Films 709,
138007 (2020).
4.
S. A. Teys, Appl. Surf. Sci. 392, 1017 (2017).
4. ВЫВОДЫ
5.
R. Pillarisetty, Nature 479, 324 (2011).
С помощью расчетов на основе DFT исследована
6.
O. P. Pchelyakov, A. V. Dvurechensky, A. V. La-
деформация межатомных связей в верхних атомных
tyshev et al., Semicond. Sci. Technol. 26, 014027
слоях поверхности Ge(111) со структурами c(2 × 8),
(2011).
7×7 и 5×5. Получена детальная информация о рас-
7.
S. Teys, A. Talochkin, and B. Olshanetsky, J. Cryst.
пределении деформаций связей в ячейках структур
Growth 311, 3898 (2009).
на поверхности и в более глубоких слоях. Найдено,
что релаксация связей в реконструированных слоях
8.
R. Zhachuk, S. Teys, and J. Coutinho, J. Chem. Phys.
поверхности Ge(111) со структурами 7 × 7 и 5 × 5
138, 224702 (2013).
при сжатии решетки происходит существенно ина-
9.
K. Takayanagi, Y. Tanishiro, and M. Takahashi, Surf.
че, нежели это описано в работах [11, 12], а именно:
Sci. 164, 367 (1985).
1. Атомные связи в верхнем слое поверхности
Ge(111) со структурами 7×7 и 5×5 являются растя-
10.
G.-X. Qian and D. J. Chadi, J. Vac. Sci. Tech. B 4,
нутыми при всех рассмотренных деформациях ре-
1079 (1986).
шетки (εb = -4, . . ., 0 %), а не сжатыми, как это
11.
Е. М. Труханов, С. А. Тийс, Письма в ЖТФ 45,
можно было бы ожидать для Ge/Si(111).
28 (2019).
2. Угловые вакансии в структурах 7 × 7 и 5 × 5
не имеют прямого отношения к релаксации поверх-
12.
С. А. Тийс, Е. М. Труханов, А. В. Колесников,
ности Ge(111) при сжатии решетки. Релаксация
Изв. РАН, сер. Физическая 84, 1331 (2020).
при сжатии решетки происходит в основном посред-
13.
Ю. Б. Болховитянов, О. П. Пчеляков, С. И. Чики-
ством уменьшения деформации растянутых связей
чев, УФН 171, 689 (2001).
в димерах, расположенных по периметрам полови-
нок ячеек 7 × 7 и 5 × 5.
14.
R. D. Meade and D. Vanderbilt, Phys. Rev. Lett. 63,
3. Атомные связи на поверхности Ge(111) со
1404 (1989).
структурой 5 × 5 являются в среднем более дефор-
15.
J. M. Soler, E. Artacho, J. D. Gale et al., J. Phys.:
мированными, чем со структурой 7 × 7. Поскольку
Condens. Matter 14, 2745 (2002).
при этом тензор напряжений для поверхности со
структурой 5 × 5 больше, чем для поверхности
16.
J. P. Perdew and A. Zunger, Phys. Rev. B 23, 5048
со структурой 7 × 7, релаксации напряжений при
(1981).
60
ЖЭТФ, том 160, вып. 1 (7), 2021
Деформация межатомных связей в верхних слоях поверхности. . .
17. N. Troullier and J. L. Martins, Phys. Rev. B 43, 1993
21. J. P. Perdew, A. Ruzsinszky, G. I. Csonka et al., Phys.
(1991).
Rev. Lett. 100, 136406 (2008).
18. https://departments.icmab.es/leem/SIESTA
22. R. S. Becker, B. S. Swartzentruber, J. S. Vickers et
MATERIAL/Databases/Pseudopotentials/periodic-
al., Phys. Rev. B 39, 1633 (1989).
table-intro.html.
23. H. J. Monkhorst and J. D. Pack, Phys. Rev. B 13,
19. R. A. Zhachuk and A. A. Shklyaev, Appl. Surf. Sci.
5188 (1976).
494, 46 (2019).
24. D. Vanderbilt, Phys. Rev. Lett. 59, 1456 (1987).
20. R. A. Zhachuk and J. Coutinho, Appl. Surf. Sci. 533,
25. А. Б. Талочкин, С. А. Тийс, Письма в ЖЭТФ 75,
147507 (2020).
314 (2002).
61