Publication:
Interplay between structural changes, surface states and quantum confinement effects in semiconducting Mg2Si and Ca2Si thin films

Файлы
W4384572742.pdf(81.61 KB)
Дата
2023
Авторы
Alekseev, A. Y.
Migas, D. B.
Filonov, A. B.
Galkin, N. G.
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Издатель
Научные группы
Организационные подразделения
OrgUnit Logo
Организационная единица
Институт нанотехнологий в электронике, спинтронике и фотонике
Институт ИНТЭЛ занимается научной деятельностью и подготовкой специалистов в области исследования физических принципов, проектирования и разработки технологий создания компонентной базы электроники гражданского и специального назначения, а также построения современных приборов на её основе. ​Наша основная цель – это создание и развитие научно-образовательного центра мирового уровня в области наноструктурных материалов и устройств электроники, спинтроники, фотоники, а также создание эффективной инновационной среды в области СВЧ-электронной и радиационно-стойкой компонентной базы, источников ТГц излучения, ионно-кластерных технологий материалов.​
Выпуск журнала
Аннотация
Ab initio techniques have been used to investigate structural changes in semiconducting Mg2Si and Ca2Si thin films (from 17 nm down to 0.2 nm corresponding to the 2D structure) along with band-gap variations due to quantum confinement. Cubic Mg2Si(111) thin films being dynamically stable at thicknesses (d) larger than 0.3 nm displayed an indirect band gap, the reduction of which with increasing d could be reasonably well described by the simple effective mass approximation. Only 2D Mg2Si has a unique structure because of the orthorhombic distortion and the direct band gap. Since the surface energy of cubic Ca2Si(111) films was lower with respect to any surface of the orthorhombic phase, which is the ground state for the Ca2Si bulk, the metastable in-bulk cubic phase in the form of thin films turned out to be preferable in total energy than any orthorhombic Ca2Si thin film for d < 3 nm. Sizable structural distortion and the appearance of surface states in the gap region of Ca2Si thin films with d < 3 nm could be the reason for an odd dependence of the band-gap variation on d.
Описание
Ключевые слова
Orthorhombic crystal system , Metastability , Two-Band Superconductivity , Thin Film Reaction , Surface states
Цитирование
Interplay between structural changes, surface states and quantum confinement effects in semiconducting Mg2Si and Ca2Si thin films / Alekseev, A. Y. [et al.] // Physical Chemistry Chemical Physics. - 2023. - 10.1039/d3cp01878d
URI
https://www.doi.org/10.1039/d3cp01878d
 https://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-85165763128&origin=resultslist
 http://gateway.webofknowledge.com/gateway/Gateway.cgi?GWVersion=2&SrcAuth=Alerting&SrcApp=Alerting&DestApp=WOS_CPL&DestLinkType=FullRecord&UT=WOS:001029856000001
 https://openrepository.mephi.ru/handle/123456789/29142
Коллекции
Публикации