Application of seven-parameter VFF model for investigations of lattice dynamics in quasi-two-dimensional Si and Ge nanostructures [Articol]

Abstract

Utilizând metoda celor mai mici pătrate, au fost obţinuţi parametrii interatomari ai interacţiunilor cu rază redusă de acţiune prin adaptarea frecvenţelor fononice măsurate de-a lungul liniilor volumetrice principale de simetrie Δ, Σ şi Λ. Astfel, a fost determinat câmpul forţelor de valenţă caracterizat de şapte parametri, în care energia potenţială de deformaţie este compusă din şase tipuri de interacţiuni covalente. Parametrii obţinuţi pentru Si şi Ge sunt prezentaţi în tabel. Au fost construite spectrele energetice fononice pentru nanopeliculele cu structura diamantului având o grosime de circa 3 nm; paralel sunt prezentate densităţile stărilor. De asemenea, utilizând legea dispersiei, au fost obţinute vitezele fononice de grup, cu ajutorul cărora au fost determinate dependenţele vitezelor medii de grup de energia fononică. În final, a fost efectuată o analiză comparativă a diferiţilor compuşi cvasibidimensionali cu grosimea cuprinsă între 3 şi aproape 7 nm. Pentru aceste nanostructuri a fost calculat parametrul important, care caracterizează proprietăţile fononice şi stabileşte conductibilitatea lor termică, şi anume: viteza medie de grup a fononilor acustici în aproximaţia undelor lungi. Rezultatele obţinute permit a studia în continuare heterostructurile plane şi a implementa în circuitele electronice nanoelementele cu factor de calitate înaltă.