Теоретические исследования физических свойств наноструктур на поверхности меди
Описание файла
PDF-файл из архива "Теоретические исследования физических свойств наноструктур на поверхности меди", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "физико-математические науки" из Аспирантура и докторантура, которые можно найти в файловом архиве МГУ им. Ломоносова. Не смотря на прямую связь этого архива с МГУ им. Ломоносова, его также можно найти и в других разделах. , а ещё этот архив представляет собой кандидатскую диссертацию, поэтому ещё представлен в разделе всех диссертаций на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук.
Просмотр PDF-файла онлайн
Текст из PDF
Íà ïðàâàõ ðóêîïèñèÊëàâñþê Àíäðåé Ëåîíèäîâè÷ÒÅÎÅÒÈ×ÅÑÊÈÅ ÈÑÑËÅÄÎÂÀÍÈßÔÈÇÈ×ÅÑÊÈÕ ÑÂÎÉÑÒ ÍÀÍÎÑÒÓÊÒÓÍÀ ÏÎÂÅÕÍÎÑÒÈ ÌÅÄÈÑïåöèàëüíîñòè: 01.04.07 èçèêà êîíäåíñèðîâàííîãî ñîñòîÿíèÿ01.04.11 èçèêà ìàãíèòíûõ ÿâëåíèéÀÂÒÎÅÔÅÀÒäèññåðòàöèè íà ñîèñêàíèå ó÷åíîé ñòåïåíèêàíäèäàòà èçèêîìàòåìàòè÷åñêèõ íàóêÌîñêâà 2008àáîòà âûïîëíåíà íà êàåäðå îáùåé èçèêè èçè÷åñêîãî àêóëüòåòàÌîñêîâñêîãî ãîñóäàðñòâåííîãî óíèâåðñèòåòà èìåíè Ì.
Â. Ëîìîíîñîâà èâ Ìàêñ-Ïëàíê èíñòèòóòå èçèêè ìèêðîñòðóêòóð (ã. àëëå, åðìàíèÿ).Íàó÷íûå ðóêîâîäèòåëè: äîêòîð èçèêîìàòåìàòè÷åñêèõ íàóê,ïðîåññîð Ñàëåöêèé Àëåêñàíäð Ìèõàéëîâè÷äîêòîð èçèêîìàòåìàòè÷åñêèõ íàóê,ïðîåññîð Ñòåïàíþê Âàëåðèé Ñòàíèñëàâîâè÷Îèöèàëüíûå îïïîíåíòû: äîêòîð èçèêîìàòåìàòè÷åñêèõ íàóê,ïðîåññîð Áóøóåâ Âëàäèìèð Àëåêñååâè÷êàíäèäàò èçèêîìàòåìàòè÷åñêèõ íàóê,Ñïè÷êèí Þðèé Èâàíîâè÷Âåäóùàÿ îðãàíèçàöèÿ: Îðåíáóðãñêèé ãîñóäàðñòâåííûé óíèâåðñèòåòÇàùèòà ñîñòîèòñÿ ¾1¿ îêòÿáðÿ 2008ã. â 15 ÷àñ.
30 ìèí. íà çàñåäàíèè äèññåðòàöèîííîãî ñîâåòà Ä 501.002.01 ïðè Ìîñêîâñêîì ãîñóäàðñòâåííîì óíèâåðñèòåòå èìåíè Ì. Â. Ëîìîíîñîâà ïî àäðåñó: 119991, Ìîñêâà, ÑÏ-1,Ëåíèíñêèå ãîðû, ä.1, ñòð.2, ÌÓ, èçè÷åñêèé àêóëüòåò, àóä. ____Ñ äèññåðòàöèåé ìîæíî îçíàêîìèòüñÿ â áèáëèîòåêå èçè÷åñêîãî àêóëüòåòà ÌÓ èìåíè Ì.Â. Ëîìîíîñîâà.Àâòîðååðàò ðàçîñëàí ¾ __ ¿ àâãóñòà 2008 ãîäà.Ó÷åíûé ñåêðåòàðüÄèññåðòàöèîííîãî ñîâåòà Ä 501.002.01â ÌÓ èìåíè Ì.
Â. Ëîìîíîñîâàêàíäèäàò èçèêîìàòåìàòè÷åñêèõ íàóêÒ.Â. ËàïòèíñêàÿÎÁÙÀß ÕÀÀÊÒÅÈÑÒÈÊÀ ÀÁÎÒÛÄëÿ óñïåøíîãî ïðîãðåññà â ñîâðåìåííûõ òåõíîëîãèÿõ íåîáõîäèìî ñîçäàíèå ïðèíöèïèàëüíî íîâûõ óñòðîéñòâ áàçèðóþùèõñÿ íà íàíîñòðóêòóðàõ.  ñâÿçè ñ ýòèì ìàëûå àòîìíûå êëàñòåðû,íàíîêîíòàêòû è äðóãèå íàíîñòðóêòóðû íà ïîâåðõíîñòè ìåòàëëîâ âûçûâàþò çíà÷èòåëüíûé íàó÷íûõ èíòåðåñ. Ñïåöèè÷íîñòü ñâîéñòâ âåùåñòâàâ íàíîìåòðîâîì ìàñøòàáå è ñâÿçàííûå ñ ýòèì íîâûå èçè÷åñêèå ÿâëåíèÿîáóñëîâëåíû òåì, ÷òî õàðàêòåðíûå ðàçìåðû ýëåìåíòîâ ñòðóêòóðû íàíîîáúåêòîâ ñîîòâåòñòâóþò ñðåäíèì ðàçìåðàì àòîìîâ â îáû÷íûõ ìàòåðèàëàõ. Óïðàâëÿÿ ðàçìåðàìè è îðìîé íàíîñòðóêòóð, òàêèì ìàòåðèàëàììîæíî ïðèäàâàòü ñîâåðøåííî íîâûå óíêöèîíàëüíûå õàðàêòåðèñòèêè. ñâÿçè ñ ýòèì àêòóàëüíûì ñòàíîâèòñÿ èññëåäîâàíèÿ ñòðóêòóðíûõ, ýëåêòðîííûõ è ìàãíèòíûõ ñâîéñòâ íàíîñòðóêòóð íà ïîâåðõíîñòè ìåòàëëîâ,óñòàíîâëåíèå çàêîíîìåðíîñòåé ðàçìåðíûõ ýåêòîâ äëÿ íàíîêîíòàêòîâè èçó÷åíèå âëèÿíèÿ àòîìíûõ ðåëàêñàöèé íà ñâîéñòâà íàíîñèñòåì.Öåëü è çàäà÷è ðàáîòû.
Öåëü äàííîé ðàáîòû òåîðåòè÷åñêîå èññëåäîâàíèå ýëåêòðîííûõ, ìàãíèòíûõ è ñòðóêòóðíûõ ñâîéñòâ ìàëûõ ìàãíèòíûõ êëàñòåðîâ è ìåòàëëè÷åñêèõ íàíîêîíòàêòîâ íà ïîâåðõíîñòè òâåðäîãî òåëà.  ÷àñòíîñòè, áûëè ïîñòàâëåíû ñëåäóþùèå çàäà÷è:Àêòóàëüíîñòü òåìû.1. àçðàáîòêà ìåòîäà ÷èñëåííîãî ìîäåëèðîâàíèÿ, ïîçâîëÿþùàÿ íàõîäèòü àòîìíóþ ñòðóêòóðó êëàñòåðîâ è íàíîêîíòàêòîâ.2. Èññëåäîâàíèå âëèÿíèÿ àòîìíîé ðåëàêñàöèè íà ýëåêòðîííûå è ìàãíèòíûå ñâîéñòâà íàíîñòðóêòóð.33.
Óñòàíîâëåíèå ýëåêòðîííûõ è ìàãíèòíûõ ñâîéñòâ ñòðóêòóð ïîãðóæåííûõ êëàñòåðîâ êîáàëüòà â ïîâåðõíîñòü ìåäè.4. Èññëåäîâàíèå äåîðìàöèé è íàïðÿæåíèé â ìåòàëëè÷åñêèõ íàíîêîíòàêòàõ.5. Èçó÷åíèå èçìåíåíèé ýëåêòðîííûõ ñîñòîÿíèé íàíîêîíòàêòà ïðè óâåëè÷åíèè åãî äëèíû.6. Èññëåäîâàíèå ìàãíåòèçìà äëÿ ðÿäà 3d è 4d íàíîñèñòåì íà ïîâåðõíîñòè ìåäè è îïðåäåëåíèå ýíåðãåòè÷åñêè ñòàáèëüíûõ ñîñòîÿíèé äëÿìàãíèòíûõ íàíîêîíòàêòîâ.Íàó÷íàÿ íîâèçíà. íàñòîÿùåé ðàáîòå âïåðâûå:1. Íà îñíîâå òåîðèè óíêöèîíàëà ýëåêòðîííîé ïëîòíîñòè, ìåòîäàóíêöèé ðèíà è ìîëåêóëÿðíîé äèíàìèêè ðàçâèòà ìåòîäèêà èññëåäîâàíèÿ ýëåêòðîííûõ è ìàãíèòíûõ õàðàêòåðèñòèêíàíîñòðóêòóð.2. Âïåðâûå ïîêàçàíî, ÷òî ïîãðóæåíèå êëàñòåðà êîáàëüòà â ìåäíóþïîâåðõíîñòü óìåíüøàåò ïî÷òè â äâà ðàçà ìàãíèòíóþ ýíåðãèþ àíèçîòðîïèè è äåëàåò ðàñïðåäåëåíèå îðáèòàëüíûõ ìîìåíòîâ áîëåå îäíîðîäíûì.3.
Âûÿâëåíà îñöèëëÿöèÿ ñðåäíåãî ãèäðîñòàòè÷åñêîãî íàïðÿæåíèÿïðè ðàñòÿæêå íàíîêîíòàêòîâ, îáóñëîâëåííàÿ ñòðóêòóðíûìèèçìåíåíèÿìè. àññ÷èòàííàÿ ñèëà ðàçðûâà ìåäíîãî íàíîêîíòàêòà (1.4 nN) ïîêàçàëà, ÷òî ñâÿçü â êîíòàêòå áîëåå ïðî÷íàÿ, ÷åì âêðèñòàëëå.44. Ïîêàçàí ìåõàíèçì èçìåíåíèÿ ýëåêòðîííûõ ñâîéñòâ íàíîêîíòàêòîâïîñðåäñòâîì óâåëè÷åíèÿ ðàçìåðîâ, ïðèâîäÿùèõ ê óâåëè÷åíèþ íåçàïîëíåííûõ ýëåêòðîííûõ ñîñòîÿíèé â ìåäíûõ êîíòàêòàõ.5.
àñ÷åòû ýíåðãèè äëÿ àíòèåððîìàãíèòíîãî, åððîìàãíèòíîãî èïàðàìàãíèòíîãî ñîñòîÿíèÿ ïîêàçàëè âîçìîæíîñòü ìàãíåòèçìà â 4díàíîêîíòàõ.Ïðåäñòàâëåííîå â ðàáîòå îïèñàíèå ýëåêòðîííûõ è ìàãíèòíûõ ñâîéñòâ êëàñòåðîâ è íàíîêîíòàêòîâ íà ïîâåðõíîñòè ìåäè ìîæåò áûòü èñïîëüçîâàíî ïðè àíàëèçå ýêñïåðèìåíòîâ è ïðèñîçäàíèè íîâûõ ìàãíèòíûõ ìàòåðèàëîâ.Ïðàêòè÷åñêàÿ öåííîñòü.Ïîëîæåíèÿ, âûíîñèìûå íà çàùèòó.1. Ìåòîä èññëåäîâàíèÿ àòîìíûõ ðåëàêñàöèé è èçè÷åñêèõ ñâîéñòâ íàíîñòðóêòóð íà ïîâåðõíîñòè ìåòàëëîâ.2.
Ýëåêòðîííûå è ìàãíèòíûå ñâîéñòâà êëàñòåðîâ êîáàëüòà íà ïîâåðõíîñòè Cu(100) è âëèÿíèå àòîìíûõ ðåëàêñàöèé íà äàííûå ñâîéñòâà.3. Âçàèìîñâÿçü ìåæäó ýëåêòðîííûìè è ìåõàíè÷åñêèìè ñâîéñòâàìèìåäíûõ íàíîêîíòàêòîâ.4. Ìàãíèòíûå ñâîéñòâà íàíîêîíòàêòîâ 3d è 4d ìåòàëëîâ.åçóëüòàòû ðàáîòû äîêëàäûâàëèñü è îáñóæäàëèñü íà ñëåäóþùèõ íàó÷íûõ êîíåðåíöèÿõ:Àïðîáàöèÿ ðàáîòû.1.
Computational Magnetoeletronis 2 Annual Meeting and MidtermReview (Oleron Island, Frane, 2002);52. 22nd European Conferene on Surfae Siene (Prague, CzehRepubli, 2002);3. Spring Meeting of German Physial Soiety (Dresden, Germany, 2003);4. Fundamental Aspets of Surfae Siene (Kerkrade, Netherlands,2003);5. Spring Meeting of German Physial Soiety (Regensburg, Germany,2004);6. KKR-Workshop on New Developments, Appliations andCollaborations (Munih, Germany, 2004);7. Joint European Laboratory Meeting (Halle, Germany, 2004);8. International Symposium on Theory of Atomi and Moleular Clusters(Toulouse, Frane, 2004);9. Spring Meeting of German Physial Soiety (Berlin, Germany, 2005);10. Symposium on Spin-Polarized Proesses at Surfaes (Halle, Germany,2005);11.
23rd European Conferene on Surfae Siene (Berlin, Germany, 2005);12. 13th International Congress on Thin Films / 8th InternationalConferene on Atomially Controlled Surfaes, Interfaes andNanostrutures (Stokholm, Sweden, 2005);13. European Conferene on Surfae Siene (Paris, Frane, 2006);6Ïî òåìå äèññåðòàöèè îïóáëèêîâàíî 9 íàó÷íûõ ñòàòåéè òåçèñû ê 6 äîêëàäàì íà íàó÷íûõ êîíåðåíöèÿõ (âñåãî 15 ïå÷àòíûõðàáîò).Ëè÷íûé âêëàä àâòîðà. Âñå îñíîâíûå ðåçóëüòàòû ðàáîòû ïîëó÷åíû ëè÷íî äèññåðòàíòîì.
Âêëàä äèññåðòàíòà â äèññåðòàöèîííóþ ðàáîòóÿâëÿåòñÿ îïðåäåëÿþùèì.Ñòðóêòóðà è ñîäåðæàíèå ðàáîòû. Äèññåðòàöèÿ ñîñòîèò èç ââåäåíèÿ, ÷åòûðåõ ãëàâ, çàêëþ÷åíèÿ è ñïèñêà ëèòåðàòóðû. àáîòà èçëîæåíà íà113 ñòðàíèöàõ, âêëþ÷àåò 55 ðèñóíêîâ è 8 òàáëèö. Îáùåå ÷èñëî ññûëîêñîñòàâëÿåò 103. Êàæäóþ ãëàâó ïðåäâàðÿåò âñòóïèòåëüíàÿ ÷àñòü, ïðåäñòàâëÿþùàÿ êðàòêîå ñîäåðæàíèå è îñíîâíûå çàäà÷è òåêóùåé ãëàâû. Âêîíöå äèññåðòàöèè ñîðìóëèðîâàíû îñíîâíûå ðåçóëüòàòû, äîñòèãíóòûåâ íåé.Ïóáëèêàöèè.ÊÀÒÊÎÅ ÑÎÄÅÆÀÍÈÅ ÀÁÎÒÛÂî ââåäåíèè îáîñíîâàíà àêòóàëüíîñòü òåìû äèññåðòàöèè, óêàçàíà ååíàó÷íàÿ íîâèçíà è ïðàêòè÷åñêàÿ çíà÷èìîñòü, ïðèâåäåíî êðàòêîå ñîäåðæàíèå ðàáîòû ïî ãëàâàì.Ïåðâàÿ ãëàâà ïîñâÿùåíà îáçîðó ëèòåðàòóðû ïî òåìå äèññåðòàöèè. íåé ïðîàíàëèçèðîâàíû ýêñïåðèìåíòàëüíûå è òåîðåòè÷åñêèå ðàáîòû, âêîòîðûõ âïåðâûå áûëè ïðåäñòàâëåíû èññëåäîâàíèÿ ýëåêòðîííûõ è ìàãíèòíûõ ñâîéñòâ êëàñòåðîâ íà ïîâåðõíîñòè ìåòàëëîâ, ïðîâåäåí àíàëèçýêñïåðèìåíòàëüíûõ ðàáîò, â êîòîðûõ, âïåðâûå ïðè èñïîëüçîâàíèè ñêàíèðóþùåãî òóííåëüíîãî ìèêðîñêîïà áûëè ïîëó÷åíû íàíîêîíòàêòû, òàêæåïðåäñòàâëåí ðÿä òåîðåòè÷åñêèõ ðàáîò ïî 3d è 4d ìàãíåòèçìó â íàíîêîíòàêòàõ.7Àíàëèç ýêñïåðèìåíòàëüíûõ è òåîðåòè÷åñêèõ äàííûõ ïîçâîëèë ñîðìóëèðîâàòü â çàâåðøàþùåé ÷àñòè îáçîðà ïîñòàíîâêó çàäà÷è: îíà ñîñòîèòâ èññëåäîâàíèè ýëåêòðîííûõ, ìàãíèòíûõ è ñòðóêòóðíûõ ñâîéñòâ íàíîñèñòåì íà ïîâåðõíîñòè ìåòàëëîâ è èññëåäîâàíèÿ âëèÿíèÿ ýåêòà àòîìíûõðåëàêñàöèé íà èçè÷åñêèå ñâîéñòâà íàíîñòðóêòóð.
Äëÿ ðåøåíèÿ ýòèõçàäà÷ íåîáõîäèìî ðàçðàáîòàòü ìåòîä, ïîçâîëÿþùèé íàõîäèòü àòîìíóþñòðóêòóðó íàíîñèñòåì è èññëåäîâàòü èõ ñâîéñòâà.Âî âòîðîé ãëàâå ïðåäñòàâëåíî îïèñàíèå ìåòîäà, êîòîðûé îñíîâàííà ñâÿçè äâóõ ìåòîäîâ: ìåòîäà ÊîððèíãàÊîíîñòîêåðà (KK) óíêöèé ðèíà è ìåòîäà ìîëåêóëÿðíîé äèíàìèêè (ÌÄ). Ïðåäëîæåííûé ìåòîä, áàçèðóåòñÿ íà îñíîâíûõ ïðèíöèïàõ êâàíòîâîé ìåõàíèêè è ïîçâîëÿåòèçó÷àòü ñòðóêòóðíûå, ýëåêòðîííûå è ìàãíèòíûå ñâîéñòâà íàíîñèñòåì. òðåòüåé ãëàâå ðàññìàòðèâàþòñÿ ìàãíèòíûå ñâîéñòâà ïîãðóæåííûõ êëàñòåðîâ Co â ïîâåðõíîñòü Cu(001) è âëèÿíèå ìåçîñêîïè÷åñêèõ ðåëàêñàöèé íà ìàãíèòíûå ñâîéñòâà.àíåå ïîëàãàëîñü, ÷òî àòîìíàÿ ðåëàêñàöèÿ íà ïîâåðõíîñòè ðàçäåëàCo/Cu(111) îïðåäåëÿåòñÿ ìàêðîñêîïè÷åñêîé âåëè÷èíîé m0 = (aCu −aCo )/aCu ≈ 2%, ãäå aCo è aCu ïàðàìåòðû ðåøåòêè Co è Cu ñîîòâåòñòâåííî.
Îäíàêî, áûëî ïîêàçàíî [1,2℄, ÷òî ìåçîñêîïè÷åñêèå êëàñòåðû èìåþòñîáñòâåííûé ïðèñóùèé èì ïàðàìåòð ðåøåòêè îòëè÷íûé îò çíà÷åíèÿ âîáúåìíîì îáðàçöå. Ýòî ïðèâîäèò ê çíà÷èòåëüíûì äåîðìàöèÿì êëàñòåðà è ïîäëîæêè ïîä íèìè. Âñëåäñòâèå âûøåñêàçàííîãî ðàññòîÿíèÿ ìåæäóàòîìàìè êëàñòåðîâ Co íà Cu(001) áóäóò îòëè÷íû îò ðàññòîÿíèé ìåæäóàòîìàìè Co â îáúåìå(êðèñòàëëå).Áûëî ïîêàçàíî, ÷òî â ìàëûõ êëàñòåðàõ àòîìíàÿ ðåëàêñàöèÿ áîëüøå8"#$%' !"#$%%& "#$%%'' ('&"#$%% !"#$%% &"#$%% %"#$%% Äëèíû ñâÿçåé r ïîãðóæåííûõ êëàñòåðîâ è âåðòèêàëüíûå ñìåùåíèå ∆z îòíîñèòåëüíî èäåàëüíîé ïîâåðõíîñòè.
