Düzenli Basamaklı Metal Yüzeylerin Yapısal Ve Yerel Kuvvet Alan Özellikleri

Abstract

Bu çalışmada Cu(100) ve Cu(110)’ n bir kaç sıkı ve gevşek istiflenmiş basamaklı yüksek Miller indisli yüzeylerinin tabakalar arası daralma ve genişlemeleri, basamaklar civarındaki atomik yer değiştirmeleri ve yerel kuvvet alan özellikleri Gömülü Atom Yönteminden-GAY üretilen çok cisimli yarı deneysel potansiyel kullanılarak çalışıldı. Her bir yüzey için tabakalar arası daralma ve genişlemeler, yerel atomik yer değiştirmeler ile yüzey ve yüzeye yakın atomlar arasındaki kuvvet sabitleri hesaplandı. Tabakalar arası daralma ve genişleme verileri daha önceki bir çok fcc yüzeyleri için yapılan deneysel ve kuramsal çalışmaların sonuçları ile uyumlu bulunmuş, fakat bu daralma ve genişlemelerin içe doğru inildikçe düzgün bir şekilde azalma davranışı gözlenmemiştir. Ayrıca çalışılan yüzeyin geometrisi ve terasındaki atomik zincir sayısının tabakalar arası daralma ve genişlemelere ve de yerel atomik yer değiştirmelere olan etkisi incelenmiştir. Basamak atomunun (step chain-SC) yerel yer değiştirmesi yüzey geometrisinden bağımsız olarak çalışılan her bir yüzey için yaklaşık olarak 0.1 Aº olarak bulunmuştur. Yüzeye yakın atomlar arasında hesaplanan kuvvet sabitlerinin içteki karşılıklarına göre değiştiği ve bununda basamaklar civarındaki atomlar arası bağ uzunluklarında önemli değişimlere ve de fark edilebilir atomik yer değiştirmelere neden olduğu görüldü.In this study, multilayer relaxations and local atomic relaxations in the vicinity of steps, and the properties of local force fields for several high Miller index surfaces of Cu(100) and Cu(110), with closely and loosely packed steps, are studied using by semi-empirical potential extracted from the embedded atom method. For each surface, interlayer relaxations, local atomic relaxations and force constant matrices between the atoms near / or at the surface are calculated. The data of interlayer relaxations are found to be compatible with the results of the earlier experimental and theoretical studies performed for several fcc surfaces. However, the uniformly damped behaviour of the interlayer relaxations into the bulk is not observed. Additionally, the effects of varying surface geometry, the number of atomic chains on these surface terraces, on the interlayer and local atomic relaxations are examined. The local relaxation of step chain atom (SC) along the z- direction is found to be approximately 0.1 A° for each surface, independent of the surface geometry. It is observed that the calculated force constants matrices between the atoms near the surface are modified as compared to their counterparts in the bulk, yielding perceptible atomic relaxations and noteworthy variations in the bondlengths between the atoms in the vicinity of steps.