بررسي خواص الكتروني و مغناطيسي تك لايه ي Ca بر روي (Si(001 بازآرايي شده با استفاده از محاسبات نظريه تابعي چگالي

Investigation of the electronic and magnetic properties of a Ca monolayer on reconstructed Si(001) surface by using density functional theory

در اين پژوهش با استفاده از محاسبات ابتدا به ساكن، نخست به بررسي بازآرايي سطح (Si(001 پرداخته و الگوي بازآرايي پايدار اين سطح را تعيين مي كنيم. نتايج نشان مي دهد كه الگوي (4*2) c در توافق با مشاهدات آزمايشگاهي، از لحاظ انرژي پايدارترين الگو است. سپس تك لايه ي كلسيم بر سطح پايدارترين الگو قرارگرفته با در نظر گرفتن هشت پيكربندي مختلف تحت واهلش قرار مي گيرد. هدف از اين كار بررسي احتمال تشكيل لايه نازك مغناطيسي CaSi در سطح سيليكن است. نتايج نهايي نشان مي دهد كه پيكربندي پايدار تك لايه Ca روي سطح سيليكن غيرمغناطيسي مي شود. همچنين مشاهده كرديم كه تك لايه كلسيم باعث كاهش بازآرايي سطحي سيليكن در جهت (001) مي گردد.

In this research, ab initio computation are employed to investigate first, the reconstruction of Si(001) surface and determine the stable reconstruction pattern of this surface. The results show that the c(4×2) pattern, in agreement with experimental observations, is energetically the most stable pattern. Then a monolayer of calcium is put on the surface of the most stable pattern and the resulting thin film is relaxed by considering eight different configurations. The goal of this study is to consider feasibility of a magnetic CaSi thin film on Si(001). The final results show that the most stable configuration of Ca monolayer on reconstructed Si(001) surface is nonmagnetic. Moreover, we observed that the calcium monolayer decreases the surface reconstruction of silicon in the (001) direction