The Submonolayer Structure of Ni(111)–(√3 × √3)R30–Pb: Atomic Relaxation and Vibrational Properties

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The results of a theoretical study of the structural and dynamical parameters of surface phases (adsorption phase and surface alloy phase) formed upon the adsorption of 0.33 Pb monolayer on the Ni(111) plane surface are discussed. Calculations were performed using interatomic potentials obtained within the framework of the embedded atom method. The stability of the surface phases was analyzed on the basis of data on the equilibrium atomic configuration, phonon spectra, local density of phonon states, and polarization of localized vibration modes. It is shown that the Pb–Ni surface alloy has the highest dynamic stability among the two possible surface phases.

About the authors

S. D. Borisova

Institute of Strength Physics and Materials Science, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Email: svbor@ispms.ru
Tomsk, 634055 Russia

G. G. Rusina

Institute of Strength Physics and Materials Science, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: svbor@ispms.ru
Tomsk, 634055 Russia

References

  1. Woodruff D.P., Braun D., Quinn P.D., Noakes T.C.Q., Bailey P. Structure determination of surface adsorption and surface alloy phases using medium-energy ion scattering // Nucl. Instr. And Meth. In Phys. Res. B. 2001. V. 183. P. 128–139.
  2. Krupski A., Nowicki M. LEED investigation of the Pb and Sb ultrathin layers deposited on the Ni(111) face at T = 150–900 K // Surf. Rev. Letters. 2003. V. 10. № 6. P. 843–848.
  3. Quinn P.D., Bittencourt C., Woodruff D.P. Tensor LEED analysis of the Ni(111)–(√3 × √3)R30°–Pb surface // Phys. Rev. B. 2002. V. 65. P. 233404–233408.
  4. Li D.F., Xiao H.Y., Zu X.T., Dong H.N. First-principles study of the Ni(111)–(√3 × √3)R30°–Pb surface // Physica B. 2007. V. 392. P. 217–220.
  5. Chen J.G., Menning C.A, Zellner M.B. Monolayer bimetallic surfaces: Experimental and theoretical studies of trends in electronic and chemical properties // Surf. Sci. Reports. 2008. V. 63. P. 201–254.
  6. Nur M., Yamaguchi N. and Ishii F. Simple Model for Corrugation in Surface Alloys Based on First-Principles Calculations // Materials. 2020. V. 13. P. 4444–4453.
  7. Rusina G.G., Borisova S.D., Eremeev S.V., Sklyadneva I.Yu., Chulkov E.V., Benedek G., Toennies J.P. Surface Dynamic of the Wetting Layers and Ultrathin Films on a Dynamic Substrate: (0.5–4) ML Pb/Cu (111) // J. Phys. Chem. C. 2016. V. 120. P. 22304–22317.
  8. Rusina G.G., Borisova S.D., Chulkov E.V. Atomic structure and phonons of a Pb ultrathin film on the Al(100) surface // JETP Lett. 2014. V. 100. P. 237–241.
  9. Абрикосов A.A. Основы теории металлов. М.: Наука, 1987. 520 с.
  10. Lin Y.-H., Hsu C.-H., Jang I., Chen C.-J., Chiu P.-M., Lin D.-S, Wu C.-T., Chuang F.-C., Chang P.-Y., and Hsu P.-J. Proximity-Effect-Induced Anisotropic Superconductivity in a Monolayer Ni–Pb Binary Alloy // CS Appl. Mater. Interfaces. 2022. V. 14. P. 23 990–23 997.
  11. Sklyadneva I.Y., Benedek G., Chulkov E.V., Echenique P.M., Heid R., Bohnen K.-P., Toennies J.P. Mode-Selected ElectronPhonon Coupling in Superconducting Pb Nanofilms Determined from He Atom Scattering // Phys. Rev. Lett. 2011. V. 107. P. 095 502–095 506.
  12. Seo M., Fushimi K., Aoki Y., Habazaki H., Inaba M., Yokomizo M., Hayakawa T., Nakayama T. In situ X-ray absorption spectroscopy for identification of lead species adsorbed on a nickel surface in acidic perchlorate solution // J. Electr. Chem. 2012. V. 671. P. 7–15.
  13. Otero R., V’azquez de Parga A.L. and Miranda R. Observation of preferred heights in Pb nanoislands: A quantum size effect // Phys. Rev. B. 2002. V. 66. P. 115 401–115 407.
  14. Daw M.S., Foiles S.M., Baskes M.I. EAM: a review of theory and application // Mater. Sci. Rep. 1993. V. 9. P. 251–310.
  15. Борисова С.Д., Русина Г.Г. Кластеры Pb на поверхности Al (001): равновесная структура и колебательные свойства // ФММ. 2021. Т. 122 № 11. С. 1103–1110.
  16. Борисова С.Д., Русина Г.Г. Атомная структура и колебательные свойства поверхности Cu(111)–(√3 × √3)R30°–Cr // ФММ. 2020. Т. 121. С. 1123–1128.
  17. Levesque D., Verlet L. Molecular Dynamic and Time Reversibility // J. Stat. Phys. 1993. V. 72. №3/4. P. 519–537.
  18. Johnson R.A. Alloy models with the embedded-atom method // Phys. Rev. B. 1989. V. 39. P. 12554–12559.
  19. Bohnen K.-P., Ho K.M. Structure and dynamic at metal surfaces // Surf. Sci. Rep. 1993. V. 19. P. 99–120.
  20. Ackland G.L., Tichy G., Vitek V., Finnis M.W. Simple-N-body potentials for noble metals and nickel // Phil. Mag. A. 1985. V. 56. P. 735–756.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (2MB)
3.

Download (1MB)


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».