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J. Phys. I France
Volume 2, Numéro 8, August 1992
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Page(s) | 1677 - 1690 | |
DOI | https://doi.org/10.1051/jp1:1992235 |
J. Phys. I France 2 (1992) 1677-1690
Surface stacking faults in close-packed transition metals
B. Piveteau1, M. C. Desjonquères1 and D. Spanjaard21 C.E.A., C.E.N. Saclay, DSM, DRECAM, SRSIM, 91191 Gif-sur-Yvette Cedex, France
2 Université Paris-Sud, Laboratoire de Physique des Solides, Bâtiment 510, 91405 Orsay Cedex, France
(Received 7 February 1992, accepted in final form 17 April 1992)
Abstract
The deposition of a metallic monolayer on a close-packed surface of FCC and HCP metals can induce a
surface stacking fault. The energy of such stacking faults on FCC (111) and HCP (0001) surfaces of transition metals is evaluated
at 0 K with a tight-binding scheme using a continued fraction technique. Perturbative potentials near the surface are calculated
using a zero charge approximation. Both homo and heteroepitaxy are considered. In the case of homoepitaxy a systematic study
with the d-band filling of the substrate is carried out. It is proved that a FCC (111) surface is always in perfect registry
with the substrate at 0 K. The same trend is also found for the HCP (0001) surface except for a range of d-band filling which
could correspond to the elements of the IIIB column. Surface stacking fault energies are of the same order of magnitude as
in the bulk. In the case of heteroepitaxy, the possibility of occurrence of surface stacking fault is discussed as a function
of the d-band filling of the overlayer for a given substrate. Our conclusions are in agreement with existing experimental
data.
Résumé
Une monocouche métallique déposée sur une surface dense d'un métal CFC ou HC peut se mettre en faute d'empilement. L'énergie
de ces fautes d'empilement sur des surfaces CFC (111) et HC (0001) de métaux de transition est évaluée à 0 K par une méthode
de liaisons fortes et en utilisant une technique de fraction continue. Les potentiels correcteurs au voisinage de la surface
sont calculés avec une approximation de charge nulle. Les cas de l'homo et de l'hétéro-épitaxie sont envisagés. Pour l'homo-épitaxie
nous avons réalisé une étude systématique en fonction du remplissage de la bande d du substract. Nous montrons qu'une surface
CFC (111) est toujours en épitaxie parfaite avec le substrat à 0 K. Ce même comportement est encore valable pour la surface
HC (0001) sauf dans une gamme de remplissage de la bande d correspondant à peu près aux éléments de la colonne IIIB. Les énergies
des fautes d'empilement sont du même ordre de grandeur en surface et dans le volume. Pour l'hétéro-épitaxie, nous discutons,
pour un substrat donné, la possibilité d'apparition d'une faute d'empilement en surface en fonction du remplissage de la bande
d de la monocouche. Nos conclusions sont en accord avec les données expérimentales existantes.
© Les Editions de Physique 1992