Влияние ориентации поверхностной грани на энергетические и магнитные характеристики активированной адсорбции монослойной пленки железа

В данной работе, в рамках модели описания адсорбции вариационным методом функционала спиновой плотности, исследовано поведение энергии адсорбции и пространственного распределения намагниченности для монослойной пленки железа на подложках из Ag и Au с учетом ориентации поверхностной грани и температуры в зависимости от величины параметра покрытия. Проведенные расчеты показали, что в области больших значений параметра покрытия Q образование ферромагнитной пленки на поверхности подложки значительно увеличивает энергию адсорбции по сравнению с парамагнитной пленкой. Максимальная разность энергий для плотноупакованной грани (111) составляет ΔE ads ≈ 54%. Для рыхлой грани (110) ΔE ads значительно меньше ≈ 10%. Для системы Fe/Ag (111), начиная с θ ≥ 0,8, энергетически выгоднее становится поверхностная «сандвич»-структура, характеризуемая вытеснением ионами железа ионов серебра на поверхность и образованием плоскости из ионов железа в первом приповерхностном слое с наружной пленкой из атомов серебра. Для системы Fe/Ag пик намагниченности приходится на область пленки только при Q = 1 для всех граней, а для системы Fe/Au для грани (111) имеет пик намагниченности в пленке для большинства исследуемых значений T и Q. Для рыхлой грани Fe/Au можно наблюдать пик в пленке при значениях Q > 0,65. При малых значениях параметра покрытия для обеих систем наблюдалась большая степень перемешивания атомов адсорбата и субстрата в приповерхностной области на грани (110) по сравнению с гранью (111). Размытие пика намагниченности отрицательно сказывается на магнитных свойствах системы. Для практического применения необходим пик намагниченности в области пленки, поэтому можно сделать вывод о преимуществе использования системы Fe/Au (111) в качестве магнитного элемента.