Влияние примесей на адсорбцию кислорода на поверхности Ti5Si3(0001)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Методом проекционных присоединенных волн в рамках теории функционала электронной плотности изучено влияние примесей простых и переходных металлов, а также примесей внедрения (В, С, N) на адсорбцию кислорода на поверхности силицида титана Ti5 Si3. Показано, что наибольшее изменение энергии адсорбции наблюдается для примесей второй половины 3d-5d-периодов, замещающих титан. Простые металлы и примеси внедрения также ведут к понижению взаимодействия кислорода с поверхностью. Проведенный анализ локальных плотностей электронных состояний, распределения разности зарядовой плотности, зарядового переноса и заселенности связей кислорода с ближайшими атомами позволил вскрыть особенности влияния примесей на химическую связь кислорода с поверхностью силицида титана. Обсуждаются факторы, ответственные за увеличение/уменьшение энергии адсорбции кислорода на легированной поверхности. Выявлена корреляция между изменением энергией адсорбцией и электроотрицательностью примесей.

Об авторах

А. В Бакулин

Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук

Email: bakulin@ispms.tsc.ru
634055, Tomsk, Russia

Л. С Чумакова

Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук

Email: bakulin@ispms.tsc.ru
634055, Tomsk, Russia

С. Е Кулькова

Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук;Национальный исследовательский Томский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: bakulin@ispms.tsc.ru
634055, Tomsk, Russia; 634050, Tomsk, Russia

Список литературы

  1. H. Nowotny, in Electronic Structure and Alloy Chemistry of the Transition Elements, ed. by P. A. Beck, Intersci. Publ., New York (1963), p. 179.
  2. S. P. Murarka, Silicides for VLSI Applications, Academic Press, New York (1983).
  3. L. J. Chen, Silicide Technology for Integrated Circuits, IEE, London (2009).
  4. J. Derrien, J. Chevrier, V. Le Thanh et al., Appl. Surf. Sci. 56, 382 (1992).
  5. D. L. Anton, D. M. Shah, D. N. Duhl et al., JOM 41, 12 (1989).
  6. R. L. Fleischer, J. Mater. Sci. 22, 2281 (1987).
  7. D. M. Shah, D. Berczik, D. L. Anton et al., Mater. Sci. Eng. A 155, 45 (1992).
  8. R. L. Fleischer, D. M. Dimiduk, and H. A. Lipsitt, Annu. Rev. Mater. Sci. 19, 231 (1989).
  9. R. Swad'zba, L. Swad'zba, B. Mendala et al., Intermetallics 87, 81 (2017).
  10. J. Huang, F. Zhao, X. Cui et al., Appl. Surf. Sci. 582, 152444 (2022).
  11. Z. Li and W. Gao, in Intermetallics Research Progress, ed. by Y. N. Berdovsky, Nova Sci. Publ., New York (2008), p. 1.
  12. Z. Tang, J. J. Williams, A. J. Thom et al., Intermetallics 16, 1118 (2008).
  13. X. Long and Z. Chong, Trans. Nonferrous Met. Soc. China 4, 25 (1994).
  14. M. Ekman and V. Ozolins, Phys. Rev. B 57, 4419 (1998).
  15. M. K. Niranjan, Mater. Res. Express 2, 096302 (2015).
  16. C. Colinet, W. Wolf, R. Podloucky et al., Appl. Phys. Lett. 87, 041910 (2005).
  17. G. Shao, Acta Mater. 53, 3729 (2005).
  18. T. Wang, J. A. Chen, X. Ling et al., Mod. Phys. Lett. B 20, 343 (2006).
  19. C. Colinet and J. C. Tedenac, Intermetallics 18, 1444 (2010).
  20. H. Y. Wang, W. P. Si, S. L. Li et al., J. Mater. Res. 25, 2317 (2010).
  21. P. F. Zhang, Y. X. Li, and P. K. Bai, IOP Conf. Series: Mater. Sci. Eng. 284, 012013 (2017).
  22. J. J. Williams, Y. Y. Ye, M. J. Kramer et al., Intermetallics 8, 937 (2000).
  23. J. J. Williams, M. J. Kramer, M. Akinc et al., J. Mater. Res. 15, 1773 (2000).
  24. A. J. Thom, V. G. Young, and M. Akinc, J. Alloys Compd. 296, 59 (2000).
  25. Z. Tang, A. J. Thom, and M. Akinc, Intermetallics 14, 537 (2006).
  26. Л. С. Чумакова, А. В. Бакулин, С. Е. Кулькова, ЖЭТФ 161, 874 (2022).
  27. L. S. Chumakova, A. V. Bakulin, S. Hocker et al., Metals 12, 492 (2022).
  28. A. V. Bakulin, L. S. Chumakova, and S. E. Kulkova, Intermetallics 146, 107587 (2022).
  29. P. E. Bl¨ochl, Phys. Rev. B 50, 17953 (1994).
  30. G. Kresse and D. Joubert, Phys. Rev. B 59, 1758 (1999).
  31. J. P. Perdew, K. Burke, and M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett. 77, 3865 (1996).
  32. P. Villars and L. D. Calvert, Pearson's Handbook of Crystallographic Data for Intermetallic Phases, ASM, Metals Park, OH (1985).
  33. A. V. Bakulin, S. Hocker, S. Schmauder et al., Appl. Surf. Sci. 487, 898 (2019).
  34. W. M. Haynes, CRC Handbook of Chemistry and Physics, 96th Edition, CRC Press/Taylor and Francis, Boca Raton, FL (2015), p. 9.
  35. B. Cordero, V. G'omez, A. E. Platero-Prats et al., Dalton Trans. 21, 2832 (2008).

© Российская академия наук, 2023

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах