Theoretical study of nucleation of material with quantum size effect and the phase transition of Au-Si surface alloy
Project goals
The development in experimental techniques with atomic resolution and the increase of effectiveness of computer simulations in recent years allows us to better understand the kinetic processes governed by QSE or occurring during diffusion with reconstruction of the metal surface of semi-conductors. STM experiments, exploring the process of Pb/Si nucleation at temperature of 40K, show differences in the process of nucleation and growth on stable and unstable surfaces. To study the mechanisms how QSE affects nucleation on Pb surface, we will use a combination of Monte-Carlo and ab-initio simulations. In the second part of project, we plan to apply the kinetic model to the problem of the spread of Au concentration profile on Si(111) during the surface reconstruction. We aim to explain linearity of the spread, which would not be expected under free diffusion of Au. We will also explore whether the MD with MEAM potential can be used to study surface alloys Au-Si. We will refine the kinetic model accordingly, and perform the MD simulations of the surface reconstruction.
Keywords
diffusionquantumsizeeffectnucleationphasetransitionsurfacereconstructionMEAMpotentialkMC
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Post-graduate (doctorate) grants
Call for proposals
Postdoktorandské granty 10 (SGA02010GA1PD)
Main participants
—
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
P204-10-P331
Alternative language
Project name in Czech
Theoretická studie nukleace materiálů s quantum size effectem a fázové tranformace Au-Si povrchové slitiny
Annotation in Czech
Rozvoj experimentálních technik s atomárním rozlišením i zvětšení účinnosti počítačových simulací v posledních letech umožňují hlubší porozumění kinetickým procesům ovládaných QSE či probíhajících v průběhu difúze a doprovodné rekonstrukce kovů na polovodičích. STM experimenty zabývající se průběhem nukleace Pb/Si při teplotách 40K, ukazují na odlišné procesy nukleace a růstu na stabilních vs. nestabilních površích. Tyto procesy budeme studovat kombinací Monte Carlo simulací a ab-initio výpočtů, což bymělo ozřejmit mechanismy kterými QSE ovlivňuje nukleaci na povrchu Pb vrstvy se stabilní a nestabilní tloušťkou. V druhé části projektu bude kinetický model aplikován na problém šíření koncentračního profilu Au na Si(111) při formování uspořádaných fázi.Cílem modelu je vysvětlit linearitu šíření, která neodpovídá volné difúzi Au. Dále pak bude implementován MEAM potenciál do software pro ab-initio výpočty a ověřena jeho použitelnost pro povrchové slitiny Au-Si. V závislosti na úspěchu této fáze budou provedeny MD simulace samotné rekonstrukce povrchu a dále upřesněn kinetický model.
Scientific branches
Completed project evaluation
Provider evaluation
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Project results evaluation
The benefit of the project consists in numerical simulation of nucleation on surfaces and in finding of approximated analytical forms. After two years of successful work the project was terminated due to maternity leave of PI. Shortcomings at the accomplishment of rules or at the utilization of resources were not revealed. Results were published in 4 papers Jimp with dedication to the project.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2010
Realization period - end
Dec 31, 2013
Project status
S - Stopped (prematurely terminated) multi-year project
Latest support payment
Jun 24, 2011
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP15-GA0-GP-U/02:2
Data delivery date
May 6, 2016
Finance
Total approved costs
508 thou. CZK
Public financial support
508 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
508 CZK thou.
Public support
508 CZK thou.
100%
Provider
Czech Science Foundation
CEP
BM - Solid-state physics and magnetism
Solution period
01. 01. 2010 - 31. 12. 2013