Наноструктуры кобальта на поверхности меди по данным молекулярно-динамического моделирования тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат физико-математических наук Цивлин, Дмитрий Владимирович

• Цивлин, Дмитрий Владимирович
• кандидат физико-математических наук
• 2003

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Цивлин, Дмитрий Владимирович

Введение

Глава 1. Формирование наноструктур на поверхности металлов литературный обзор)

1.1 Модели роста островов.

1.1.1 Приближение среднего поля.

1.1.2 Диффузия вблизи островов

1.2 Самоорганизация и самоупорядочение наноструктур.

1.3 Когерентное погружение наночастиц в подложку.

1.4 Теория функционала электронной плотности

1.5 Упрощённые модели межатомного взаимодействия

1.6 Постановка задачи.

Глава 2. Методика компьютерного моделирования динамики адатомов на поверхности металлов

2.1 Потенциал взаимодействия адатомов

2.2 Поверхностная диффузия.

2.2.1 Теория переходного состояния.

2.2.2 Метод ускоряющего потенциала.

2.2.3 Динамическая матрица.

2.3 Описание деформаций и напряжений в наноструктурах на атомном уровне

2.4 Основные результаты второй главы.

Глава 3. Формирование наноструктур Со на поверхности Си

3.1 Когерентное погружение кластеров Со в поверхность Cu(lOO)

3.1.1 Перемешивание на поверхности Cu(lOO)

3.1.2 Деформации и напряжения в наноструктурах Со/Си(100)

3.1.3 Кинетическая модель погружения

3.2 Дальнодействующее электронное взаимодействие между адатомами

3.2.1 Потенциал взаимодействия адатомов Со.

3.2.2 Формирование линейных цепочек адатомов Со

3.3 Атомная диффузия на поверхности Си(111).

3.4 Основные результаты третьей главы

Глава 4. Упругое взаимодействие наноструктур Со на поверхности Си

4.1 Взаимодействие адатомов.

4.2 Взаимодействие кластеров

4.3 Взаимодействие атомных ступеней

4.4 Основные результаты четвертой главы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Наноструктуры кобальта на поверхности меди по данным молекулярно-динамического моделирования»

Задача минимизации размеров носителей информации стимулирует в последние годы большое количество научных исследований в области физики твёрдого тела. Малые кластеры на поверхности металлов могут обладать большим локализованным магнитным моментом, что делает их потенциально применимыми в качестве элементов запоминающих устройств. Для одновременного создания большого числа магнитных кластеров на поверхности кристалла в последние годы широко используются эффекты самоорганизации и самоупорядочения при эпитаксиальном росте. Важную роль в самоорганизации атомных кластеров играет упругая деформация подложки вблизи адсорбированных частиц. Благодаря уменьшению упругой энергии может происходить стабилизация размера кластера в процессе его роста, а также переход от двумерного режима роста к трёхмерному. Упругое взаимодействие дефектов поверхности (кластеров, атомных ступеней, дислокаций и др.) может также приводить к спонтанному формированию периодических сверхструктур. В случае магнитных систем такие сверхструктуры могут иметь широкое технологическое применение.

Для чтения магнитной информации необходимы высокочувствительные сенсоры. Весьма перспективны в качестве сенсоров магнитные сверхрешётки с гигантским магнитосопротивлением. Магнитные характеристики таких сверхрешёток в значительной степени определяются качеством поверхности раздела между слоями. Перемешивание на границе раздела может приводить к уменьшению или к полному отсутствию магнитосопротивления.

В связи с этим важной задачей теоретического исследования в настоящее время является описание структурных характеристик низкоразмерных металлических систем, а также микроскопических механизмов их формирования при эпитаксии. Моделирование упругих свойств адсорбированных структур традиционно проводится в рамках макроскопической теории. Однако, применение характеристик кристаллического массива к малым атомным кластерам имеет серьёзные ограничения. В частности, кластеры могут иметь собственный параметр решётки, отличный от значения в объёмном образце. Структура адсорбированных кластеров существенно зависит от величины несоответствия параметра решётки между кластером и подложкой. Следовательно, для описания деформаций и напряжений в кластерах требуется анализ смещений и сил на уровне отдельных атомов.

Прогресс в понимании морфологии поверхностных наноструктур связан с развитием эффективных методов численного моделирования и в частности, метода молекулярной динамики. Данный метод позволяет исследовать распределение деформаций и напряжений в наноструктурах на атомной уровне, моделировать поверхностную диффузию адатомов и кластеров с учётом эффектов деформации подложки. Наноструктуры кобальта на поверхности меди являются модельной системой для таких исследований. Несмотря на большое количество экспериментальных и теоретических данных, детальное понимание механизмов эпитаксиального роста в системе Со/Си до настоящего времени отсутствует.

Таким образом, актуальность темы диссертации определяется необходимостью микроскопического описания структурных и динамических свойств эпитаксиальных систем с использованием эффективных методов численного моделирования.

Целью работы является исследование микроскопических механизмов формирования наноструктур кобальта на поверхности меди. В частности, были поставлены следующие задачи:

1. разработка метода численного моделирования динамики адатомов с учётом их дальнодействующего взаимодействия;

2. исследование механизмов перемешивания в системе Со/Си;

3. исследование деформаций и напряжений в наноструктурах кобальта на поверхности меди;

4. установление особенностей взаимодействия поверхностных наноструктур, обусловленного упругой деформацией подложки;

5. исследование влияния упругой деформации подложки на характер диффузии адатомов вблизи поверхностных островов.

В работе получены следующие новые научные результаты.

1. Разработан комплекс программ для моделирования поверхностной диффузии при наличии дальнодействующего электронного взаимодействия между адатомами. Предложен модельный потенциал, описывающий взаимодействие адатомов для произвольных значений расстояния между ними. С помощью разработанной вычислительной схемы проведена оптимизация параметров дальнодействующего электронного взаимодействия адатомов кобальта на поверхности меди. Дана интерпретация эксперимента, в котором было обнаружено спонтанное формирование линейных цепочек адатомов кобальта.

2. Рассчитано давление, оказываемое адсорбированными кластерами кобальта на поверхность Cu(OOl). Показано, что деформация поверхности у края кластера приводит к существенному уменьшению энергетического барьера образования вакансий. Предложена вакансионная модель, на основании которой дана интерпретация экспериментального эффекта когерентного погружения кластеров кобальта в подложку меди.

3. Показано, что деформация поверхности Cu(lll) вблизи адсорбированных островов кобальта препятствует присоединению к ним новых адатомов. Выявлены осциллирующие изменения энергетического барьера атомной диффузии вблизи островов кобальта. Обнаружено увеличение амплитуды осцилляций диффузионного барьера с ростом размеров острова.

4. Определена величина упругого взаимодействия адатомов, кластеров и атомных ступеней кобальта на поверхности меди. Найдена зависимость энергии взаимодействия кластеров от их размера. Обнаружено изменение знака энергии взаимодействия для малых кластеров, что может являться фактором их самоорганизации.

Проведённое в работе микроскопическое описание механизмов формирования наноструктур кобальта на поверхности меди может быть практически использовано при анализе экспериментов по эпитаксии в системах металл-металл.

На защиту выносятся следующие положения.

1. Метод моделирования поверхностной диффузии с системах металл-металл при наличии дальнодействующего электронного взаимодействия между адатомами.

2. Микроскопический механизм когерентного погружения кластеров кобальта в поверхность Cu(OOl), основанный на образовании вакансий в подложке у края кластера.

3. Осцилляции энергетического барьера диффузии адатома кобальта на поверхности Cu(lll) вблизи адсорбированных островов кобальта.

Структура диссертации.

Заключение диссертации по теме «Физика конденсированного состояния», Цивлин, Дмитрий Владимирович

Основные результаты и выводы.

1. Разработан метод моделирования диффузии адатомов на поверхности металлов, позволяющий определять значение диффузионного барьера с учётом дальнодействующего электронного взаимодействия между адатомами. Выявлен механизм формирования линейных атомных цепочек кобальта на поверхности меди, основанный на возникновении энергетического барьера для образования компактных кластеров.

2. Разработан быстродействующий алгоритм вычисления силовой матрицы для наноструктур на поверхности металлов. Рассчитан диффузионный барьер и предэкспоненциальный фактор коэффициента диффузии для адатома кобальта на поверхности меди.

3. Выявлены осциллирующие изменения энергетического барьера диффузии адатома кобальта на поверхности Cu(lll) вблизи адсорбированных островов. Показано, что деформация поверхности вблизи края острова препятствует присоединению к нему новых адатомов.

4. Показано, что малые кластеры кобальта на поверхности Cu(OOl) оказывают значительное давление на подложку, приводящее к деформации поверхности. Выявлен механизм когерентного погружения кластеров, основанный на образовании вакансий в подложке у края кластера.

5. Получены параметры ускоряющего потенциала для моделирования диффузии адатома кобальта на поверхности Cu(OOl), позволяющие существенно (в 40 и более раз) увеличить временной масштаб моделирования.

6. Получена зависимость энергии упругого взаимодействия адатомов кобальта на поверхности меди от расстояния между адатомами. Проведена оценка диапазона температур, для которого упругое взаимодействие адатомов кобальта существенно влияет на процесс роста островов.

Показано, что упругое взаимодействие между малыми кластерами кобальта на поверхности Cu(lll) может менять знак с увеличением размеров кластера. Получена зависимость энергии взаимодействия кластеров кобальта от их размера, которая в пределе больших кластеров согласуется с известным результатом макроскопической теории упругости.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Цивлин, Дмитрий Владимирович, 2003 год

1. N.W. Ashcroft, N.D. Mermin, Solid State Physics, Harcourt College Publ., New York (2000).

2. K. Wildberger, V.S. Stepanyuk, P. Lang, R. Zeller, P.H. Dederichs, Magnetic Nanos-tructures: 4 d Clusters on Ag(001), Phys. Rev. Lett. 75, 509 (1995).

3. R. Schafer, G. Bergmann, Nb atoms on the surface of Ag, an unexpected Kondo system, Solid State Commun. 98, 45 (1996).

4. S.S.P. Parkin, R.F. Marks, R.F.C. Farrow, G.R. Harp, Q.H. Lam, R.J. Savoy, Giant magnetoresistance and enhanced antiferromagnetic coupling in highly oriented Co/Cu (111) superlattices, Phys. Rev. В 46, 9262 (1992)]

5. J.A. Venables, Rate equation approaches to thin-film nucleation kinetics, Phil. Mag. 27, 697 (1973).

6. J.V. Barth, H. Brnne, B. Fischer, J. Weckesser, K. Kern, Dynamics of Surface Migration in the Weak Corrugation Regime, Phys. Rev. Lett. 84, 1732 (2000).

7. N. Knorr, H. Brune, M. Epple, A. Hirstein, M.A. Schneider, K. Kern, Long-range adsorbate interactions mediated by a two-dimensional electron gas, Phys. Rev. В 65, 115420 (2002).

8. A. Bogicevic, S. Ovesson, P. Hyldgaard, B.I. Lundqvist, H. Brune, D.R. Jennison, Nature, Strength, and Consequences of Indirect Adsorbate Interactions on Metals, Phys. Rev. Lett. 85, 1910 (2000).

9. С. Polop, Н. Hansen, С. Busse, Т. Michely, Relevance of nonlocal adatom-adatom interactions in homoepitaxial growth, Phys. Rev. В 67, 193405 (2003).

10. S. Ovesson, Mean-Field Nucleation Theory with Nonlocal Interactions, Phys. Rev. Lett. 88, 116102 (2002).

11. P. Hyldgaard, T.L. Einstein, Surface-state mediated tree-adsorbate interaction: electronic nature and nanoscale consequences, Surf. Sci. 532-535, 600 (2003).

12. F. Nouvertn6, U. May, M. Bamming, A. Rampe, U. Korte, G. Giintherodt, R. Pentcheva, M. Scheffler, Atomic exchange processes and bimodal initial growth of Co/Cu(001), Phys. Rev. В 60, 14382 (1999).

13. R. Miranda, M. Gallego, Bimodal island-size distributions in submonolayer growth, Phys. Rev. В 64, 085426 (2001).

14. R. Pentcheva, K.A. Fichthorn, M. Scheffler, T. Bernhard, R. Pfandzelter, H. Winter, Non-Arrenius behavior of the island density in metal heteroepitaxy: Co on Cu(001), Phys. Rev. Lett. 90, 76101 (2003).

15. I.M. Lifshitz, V.V. Slyozov, The kinetics of precipitation from supersaturated solid solutions, J. Phys. Chem. Solids 19, 35 (1961).

16. A. Golzhauser, G. Erhlich, Atom Movement and Binding on Surface Clusters: Pt on Pt(lll) Clusters, Phys. Rev. Lett. 77, 1334 (1996).

17. O.V. Lysenko, V.S. Stepanyuk, W. Hergert, J. Kirschner, Mesoscopic Relaxation in Homoepitaxial Metal Growth, Phys. Rev. Lett. 89, 126102 (2002).

18. V.S. Stepanyuk, D.I. Bazhanov, A.N. Baranov, W. Hergert, P.H. Dederichs, J. Kirschner, Strain relief and island shape evolution in heteroepitaxial metal growth, Phys. Rev. В 62, 15398 (2000).

19. V.S. Stepanyuk, D.I. Bazhanov, A.N. Baranov, W. Hergert, A.A. Katsnelson, P.H. Dederichs, J. Kirschner, Atomistic processes and the strain distribution in the early stages of thin film growth, Appl. Phys. A 72, 443 (2001).

20. V.S. Stepanyuk, D.I. Bazhanov, W. Hergert, J. Kirschner, Strain and ad atom motion on mesoscopic islands, Phys. Rev. В 63, 153406 (2001).

21. V.S. Stepanyuk, D.V. Tsivlin, D. Sander, W. Hergert, J. Kirschner, Mesoscopic scenario of strain-relief at metal interfaces, Thin Solid Films 428, 1 (2003).

22. S.C. Wang, G. Erhlich, Adatom Motion to Lattice Steps: A Direct View, Phys. Rev. Lett. 70, 41 (1993).

23. O. Fruchart, M. Klaua, J. Barthel, J. Kirschner, Self-organized growth of nanosized vertical magnetic Co pillars on Au(lll), Phys. Rev. Lett. 83, 2769 (1999).

24. Z. Gai, B. Wu, J.P. Pierce, G.A. Farnan, D. Shu, M. Wang, Z. Zhang, J. Shen, Self-Assembly of Nanometer-Scale Magnetic Dots with Narrow Size Distributions on an Insulating Substrate, Phys. Rev. Lett. 89, 235502 (2002).

25. F. Liu, Self-Assembly of Three-Dimensional Metal Islands: Nonstrained versus Strained Islands, Phys. Rev. Lett. 89, 246105 (2002).

26. H. Brune, M. Giovannini, K. Bromann, K. Kern, Self-organized growth of nanostruc-ture arrays on strain-relief patterns, Nature 394, 451 (1998).

27. B. Voigtlander, G. Meyer, N.M. Amer, Epitaxial growth of thin magnetic cobalt films on Au(lll) studied by scanning tunneling microscopy, Phys. Rev. В 44, 10354 (1991).

28. P. Gambardella, S. Rusponi, M. Veronese, S.S. Dhesi, C. Grazioli, A. Dallmeyer, I. Cabria, R. Zeller, P.H. Dederichs, K. Kern, C. Carbone, H. Brune, Giant Magnetic Anisotropy of Single Cobalt Atoms and Nanoparticles, Science 300, 1130 (2003).

29. F. Silly, M. Pivetta, M. Ternes, F. Patthey, J.P. Pelz, W.-D. Schneider, Two-dimensional self-assembly of a hexagonal superlattice of magnetic adatoms, Proceedings of the Spring Meeting of German Physical Society, Dresden (2003).

30. K.H. Lau, W. Kohn, Indirect long-range oscillatory interaction between adsorbed atoms, Surf. Sci. 75, 69 (1978).

31. V.S. Stepanyuk, A.N. Baranov, W. Hergert, P. Bruno, Ab initio study of interaction between magnetic adatoms on metal surfaces, Phys. Rev. В, в печати.

32. V.S. Stepanyuk, A.N. Baranov, D.V. Tsivlin, W. Hergert, P. Bruno, N. Knorr, M.A. Schneider, K. Kern, Quantum interference and long-range adsorbate-adsorbate interaction, Phys. Rev. В, в печати.

33. H. Brune, Microscopic view of epitaxial metal growth: nucleation and aggregation, Surf. Sci. Rep. 31,121 (1998).

34. B. Aufraya, H. Giordanoa, B. Legrandb and G. Treglia, On a "surfactant-like" behaviour of Ni/Ag(100) deposit, Surf. Sci. 307-309, 531 (1994).

35. H. Li, B.P. Tonner, Structure and growth mode of metastable fee cobalt ultrathin films on Cu(OOl) as determined by angle-resolved x-ray photoemission scattering, Surf. Sci. 237, 141 (1990).

36. J. de la Figuera, J.E. Prieto, C. Ocal, R. Miranda, Scanning-tunneling-microscopy study of the growth of cobalt on Cu(lll), Phys. Rev. В 47, 13043 (1993).

37. M.O. Pedersen, I.A. Bonicke, E. Legsgaard, I. Stensgaard, A. Ruban, J.K. Norskov, F. Besenbacher, Growth of Co on Cu(lll): subsurface growth of trilayer Co islands, Surf. Sci. 387, 86 (1997).

38. C.G. Zimmermann, M. Yeadon, K. Nordlund, J.M. Gibson, R.S. Averback, Burrowing of Co nanoparticles on clean Cu and Ag surfaces, Phys. Rev. Lett. 83, 1163 (1999).

39. P. Hohenberg, W. Kohn, Inhomogeneous electron gas, Phys. Rev. 136, B864 (1964).

40. P. Ruggerone, C. Ratsch, M. Scheffler, Density Functional Theory of Epitaxial Growth of Metals, Reports of Fritz-Haber-Institut, Berlin (1997).

41. A.C. Давыдов, Квантовая механика, Москва (1970).

42. N.A. Levanov, V.S. Stepanyuk, W. Hergert, D.I. Bazhanov, P.H. Dederichs, A.A. Kat-snelson, C. Massobrio, Energetics of Co adatoms on the Cu(OOl) surface, Phys. Rev. В 61, 2230 (2000).

43. A.F. Voter, Hyperdynamics: Accelerated Molecular Dynamics of Infrequent Events, Phys. Rev. Lett. 78, 3908 (1997).

44. F. Cleri, V. Rosato, Tight-binding potentials for transition metals and alloys, Phys. Rev. В 48 , 22 (1993).

45. A.P. Sutton, Electronic structure of materials, Oxford: Clarendon Press (1994).

46. D.G. Pettifor, D.L. Weaire, The Recursion Method and Its Applications, Springer Series in Solid-State Sciences, Springer-Verlag, Berlin (1984).

47. V.S. Stepanyuk, W. Hergert, K. Wildberger, R. Zeller, P.H. Dederichs, Magnetism of 3d, 4d, and 5d transition-metal impurities on Pd(001) and Pt(001) surfaces, Phys. Rev. В 53, 2121 (1996).

48. V.S. Stepanyuk, W. Hergert, P. Rennert, K. Wildberger, R. Zeller, P.H. Dederichs, Magnetic dimers of transition-metal atoms on the Ag(001) surface, Phys. Rev. В 54, 14121 (1996).

49. Д.В. Цивлин, B.C. Степанюк, H.A. Леванов, В. Хергерт, A.A. Кацнельсон, Корреляция между энергиями связи и межатомными расстояниями в кристаллах и атомных кластерах, Вестник Московского Университета, серия 3, физика, астрономия, N3, 73 (1999).

50. S. Ovesson, A. Bogicevic, G. Wahnstrom, B.I. Lundqvist, Neglected adsorbate interactions behind diffusion prefactor anomalies on metals, Phys. Rev. В 64, 125423 (2001).

51. K.H. Lau, W. Kohn, Elastic interaction of two atoms adsorbed on a solid surface, Surf. Sci. 65, 607 (1977).

52. P. Hyldgaard, M. Persson, Long-ranged adsorbate-adsorbate interactions mediated by a surface-state band, J. Phys.: Condens. Matter 12, L13 (2000).

53. A.H. Баранов, Физические свойства адатомов и малых кластеров на поверхности металлов. Диссертация на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук, Москва (2002).

54. A. Bjorck, Numerical methods for least squares problems, Philadelphia, Pa.: SI AM (1996).

55. D.E. Sanders, A.E. DePristo, Predicted diffusion rates on fee (001) metal surfaces for adsorbate/substrate combinations of Ni, Cu, Rh, Pd, Ag, Pt, Au, Surf. Sci. 260, 116 (1992).

56. A.F. Voter, A method for accelerating the molecular dynamics simulation of infrequent events, J. Chem. Phys. 106, 4665 (1997).

57. A.F. Voter, Classically exact overlayer dynamics: Diffusion of rhodium clusters on Rh(100), Phys. Rev В 34, 6819 (1986).

58. U. Kurpick, Effect of adsorbate interactions on adatom self-diffusion on Cu(lll) and Ni(lll) surfaces, Phys. Rev. В 66, 165431 (2002).

59. J.E. Prieto, J. de la Figuera, R. Miranda, Surface energetics in a heteroepitaxial model system: Co/Cu(lll), Phys. Rev. В 62, 2126 (2000).

60. G. Boisvert, L.J. Lewis, A. Yelon, Many-body nature of the Meyer-Neldel compensation law for diffusion, Phys. Rev. Lett. 75, 469 (1995).

61. P.J. Feibelman, Diffusion path for an A1 adatom on Al(001), Phys. Rev. Lett. 65, 729 (1990).

62. J. Zhuang, L. Liu, Global study of mechanisms for adatom diffusion on metal fcc(lOO) surfaces, Phys. Rev. В 59, 13278 (1999).

63. F. Montalenti, M.E. Sorensen, A.F. Voter, Closing the Gap between Experiment and Theory: Crystal Growth by Temperature Accelerated Dynamics, Phys. Rev. Lett. 87, 126101 (2001).

64. A.F. Voter, Parallel replica method for dynamics of infrequent events, Phys. Rev. В 57, R13985 (1998).

65. X.G. Gong, J.W. Wilkins, Hyper molecular dynamics with a local bias potential, Phys. Rev. В 59, 54 (1999).

66. J.-C. Wang, S. Pal, and K.A. Fichthorn, Accelerated molecular dynamics of rare events using the local boost method, Phys. Rev. В 63, 085403 (2001).

67. W. Yu, A. Madhukar, Molecular Dynamics Study of Coherent Island Energetics, Stresses, and Strains in Highly Strained Epitaxy, Phys. Rev. Lett. 79, 905 (1997).

68. R. Kern, P. Miiller, Elastic relaxation of coherent epitaxial deposits, Surf. Sci. 392, 103 (1997).

69. Л.Д. Ландау, E.M. Лифшиц, Теоретическая физика, т.7, Москва, "Наука", 1965.

70. S. Speller, S. Degroote, J. Dekoster, G. Langouche, J.E. Ortega, A. Narmann, Low-temperature deposition of Co on Cu(lll): effects on step etching, Surf. Sci. 405, L542 (1998).

71. E.S. Hirschorn, D.S. Lin, E.D. Hansen, T.-C. Chiang, Atomic burrowing and hole formation for Au growth on Ag(110), Surf. Sci. 323, L299 (1995).

72. B.D. Yu, M. Scheffler, Physical origin of exchange diffusion on fcc(100) metal surfaces, Phys. Rev. В 56, R15569 (1997).

73. Z.-P. Shi, Z. Zhang, A.K. Swan, J.F. Wendelken, Dimer shearing as a novel mechanism for cluster diffusion and dissociation on metal (100) surfaces, Phys. Rev. Lett. 76, 4927 (1996).

74. K.A. Fichthorn, M. Scheffler, Island Nucleation in Thin-Film Epitaxy: A First-Principles Investigation, Phys. Rev. Lett. 84, 5371 (2000).

75. S.J. Koh and G. Ehrlich, Self-Assembly of One-Dimensional Surface Structures: Long-Range Interactions in the Growth of Ir and Pd on W(110), Phys. Rev. Lett. 87, 106103 (2001)

76. D. Sander, The correlation between mechanical stress and magnetic anisotropy in ultrathin films, Rep. Prog. Phys. 62, 809 (1999)

77. H. Brune, K. Bromann, H. Roder, K. Kern, Effect of strain on surface diffusion and nucleation, Phys. Rev. В 52, R14380 (1995).

78. R. F. Sabiryanov, M. I. Larsson, K. J. Cho, W. D. Nix, В. M. Clemens, Surface diffusion and growth of patterned nanostructures on strained surfaces, Phys. Rev. В 67, 125412 (2003).

79. E. Penev, P. Kratzer, M. Scheffler, Effect of strain on surface diffusion in semiconductor heteroepitaxy, Phys. Rev. В 64, 085401 (2001).

80. M. Schroeder, D.E. Wolf, Diffusion on strained surfaces, Surf. Sci. 375, 129 (1997).

81. F. Nouvertn6, U. May, M. Bamming, A. Rampe, U. Korte, G. Giintherodt, R. Pentcheva, M. Scheffler, Atomic exchange processes and bimodal initial growth of Co/Cu(001), Phys. Rev. В 60, 14382 (1999).

82. J. Zhuang, L. Liu, X. Ning, Y. Li, Mechanisms for adatoms diffusion on metal fcc(lll) surfaces, Surf. Sci. 465, 243 (2000).

83. R.V. Kukta, K. Bhattacharya, A micromechanical model of surface steps, Journal of the Mechanics and Physics of Solids 50, 615 (2002).

84. Z. Zhang, M.G. Lagally, Atomistic Processes in the Early Stages of Thin-Film Growth, Science 276, 377 (1997).

85. A. Rabe, N. Memmel, A. Steltenpohl, Th. Fauster, Room-Temperature Instability of Co/Cu(lll), Phys. Rev. Lett. 73, 2728 (1994).

86. C. Busse, C. Polop, M. Miiller, K. Albe, U. Linke, T. Michely, Stacking-Fault Nucle-ation on Ir(lll), Phys. Rev. Lett. 91, 056103 (2003).

87. M. Giesen, H. Ibach, Homoepitaxial growth on nominally flat and stepped Cu(lll) surfaces: island nucleation in fee sites vs. hep stacking fault sites, Surf. Sci. 529, 135 (2003).

88. C. Ratsch, A.P. Seitsonen, M. Scheffler, Strain dependence of surface diffusion: Ag on Ag(lll) and Pt(lll), Phys. Rev. В 55, 6750 (1997).

89. F. Liu, A.H. Li, M.G. Lagally, Self-Assembly of Two-Dimensional Islands via Strain-Mediated Coarsening, Phys. Rev. Lett. 87, 126103 (2001).

90. J. Frohn, M. Giesen, M. Poensgen, J.F. Wolf, H. Ibach, Attractive Interaction between Steps, Phys. Rev. Lett. 67, 3543 (1991).

91. C. Duport, P. Nozieres, J. Villain, New Instability in Molecular Beam Epitaxy, Phys. Rev. Lett. 74, 134 (1995).

92. В.И. Марченко, А.Я. Паршин, Об упругих свойствах поверхности кристаллов, ЖЭТФ 79, 257 (1980).

93. R.V. Kukta, A. Peralta, D. Kouris, Elastic Interaction of Surface Steps: Effect of Atomic-Scale Roughness, Phys. Rev. Lett. 88, 186102 (2002).

94. P. Peyla, A. Vallat, C. Misbah, H. Muller-Krumbhaar, Elastic Interaction between Surface Defects in Thin Layers, Phys. Rev. Lett. 82, 787 (1999).

95. L.E. Shilkrot, D.J. Srolovitz, Anisotropic elastic analysis and atomistic simulation of adatom-adatom interactions on solid surfaces, J. Mech. Phys. Solids 45, 1861 (1997).

96. K.H. Lau, Anisotropic, long-range elastic interaction between adatoms, Solid State Commun. 28, 757 (1978).

97. F. Gutheim, H. Muller-Krumbhaar, E. Brener, Epitaxial growth with elastic interactions: Submonolayer island formation, Phys. Rev. E 63, 041603 (2001).

98. J.M. Rickman, D.J. Srolovitz, Defect interactions on solid surfaces, Surf. Sci. 284, 211 (1993).

99. J. Stewart, O. Pohland, J. Murray Gibson, Elastic-displacement field of an isolated surface step, Phys. Rev. В 49, 13848 (1994).1. Благодарности.

100. Я также очень благодарен проф. А.А. Кацнельсону за знания, полученные в ходе обучения на кафедре физики твёрдого тела, многочисленные научные рекомендации и помощь.

101. Особо хочу поблагодарить моих родителей за их терпение и неоценимую поддержку.

102. Список опубликованных работ по теме диссертации.

103. V.S. Stepanyuk, D.V. Tsivlin, D. Sander, W. Hergert, J. Kirschner, Mesoscopic scenario of strain-relief at metal interfaces, Thin Solid Films 428,1 (2003).

104. V.S. Stepanyuk, D.V. Tsivline, D.I. Bazhanov, W. Hergert, A.A. Katsnelson, Burrowing of Co clusters on the Cu(001) surface: Atomic-scale calculations, Phys. Rev. В 63, 235406 (2001).

105. Д.В. Цивлин, B.C. Степанюк, H.A. Леванов, В. Хергерт, A.A. Кацнельсон, Корреляция между энергиями связи и межатомными расстояниями в кристаллах и атомных кластерах, Вестник Московского Университета, серия 3, физика, астрономия, N3, 73 (1999).

106. D.V. Tsivlin, V.S. Stepanyuk, W. Hergert, J. Kirschner, Effect of mesoscopic relaxation on diffusion of Co adatom on Cu(lll) surface, Proceedings of the Spring Meeting of German Physical Society, Dresden, 2003, p. 346.

107. D.V. Tsivlin, Modeling of Co nanostructures on Cu surface, Proceedings of German Academic Exchange Service, Berlin, 2003, p. 99.

108. V.S. Stepanyuk, D.I. Bazhanov, W. Hergert, D.V. Tsivline, A.A. Katsnelson, Burrowing of Co clusters on Cu surface: energetics and capillarity phenomena, Proceedings of European Conference on Surface Science, Madrid, 2000.

109. Д.В. Цивлин, тезисы докладов Международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам "Ломоносов-99", секция "Физика", Москва, 1999, с. 136.

110. D. Tsivline, V.S. Stepanyuk, N. Levanov, W. Hergert, A.A. Katsnelson, Bonding Trends in Free and Supported Metal Clusters, Proceedings of Conference on Computational Physics С CP-1998, Granada, Spain, 1998, p. 327.

111. V.S. Stepanyuk, A.N. Baranov, D.V. Tsivlin, W. Hergert, P. Bruno, N. Knorr, M.A. Schneider, K. Kern, Quantum interference and long-range adsorbate-adsorbate interaction, Phys. Rev. В, в печати.

112. D.V. Tsivlin, V.S. Stepanyuk, W. Hergert, J. Kirschner, Effect of mesoscopic relaxations on diffusion of Co adatoms on Cu(lll), Phys. Rev. В, в печати.I