Ab-initio Beschreibung der elektronischen Transporteigenschaften ultradünner metallischer Filme
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das Projekt war den elektrischen Transporteigenschaften ultradünner Metallfilme gewidmet. Aufgrund quatenmechanischer Gesetzmäßigkeiten widerspiegelt sich die verminderte Dimensionalität in den Eigenschaften des Systems deutlich. Dünne epitaktische, metallische Filme stellen durch ihrer fast perfekte Periodizität und die hohe Ladungsträgerkonzentration Modellsysteme für den Transport in zwei-dimensionalen Strukturen dar. Für Fe/V und Mo/V Multilagen mit ultradünnen Einzellagen wurde als Ursache für das unterschiedliche Verhalten des Widerstandes unter Wasser Stoffbeladung der unterschiedliche Verspannungszustand des V aufgrund der unterschiedlichen Gitterkonstante von Fe und Mo identifiziert [17]. Das Projekt ging der Frage nach, wie die Streuung an Defekten und die Einschränkung der Dimensionalität den Restwiderstand von freistehenden, metallischen Filmen mit Dicken von l bis 32 Atomlagen beeinflußt. Dazu wurde die elektronische und magnetische Struktur der Schichten und der Defekte selbstkonsistent im Rahmen der Dichtefunktionaltheorie beschrieben. Die Transporteigenschaften wurden im Rahmen einer quasiklassischen Boltzmann-Theorie berechnet. Für Fe und Cu Filme auf Si(lll) wurde in Übereinstimmung mit dem Experiment gefunden, dass die ermittelten Plasmafequenzen für ultradünne Filme stark ansteigen. Dies konnte durch Veränderungen der elektronischen Struktur aufgrund der Dominanz der Oberflächen belegt werden [16].
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Resistivity of hydrogenloaded Fe/V and Mo/V (100) superlattices: The role of vanadium expansion, Phys. Rev. B 69, 205409 (2004)
V. Meded, S. Olsson, P. Zahn, B. Hjövarsson, und S. Mirbt
- Size effects and conductivity of ultrathin Cu films, Thin Solid Films 473, 346 (2005)
D.V. Fedorov, P. Zahn, und I. Mertig
- Manifestation of quantum confinement in transport properties of ultrathin metallic films, Thin Solid Films 515, 6921 (2007)
D.V. Fedorov, P. Zahn, und I. Mertig
- Mobility of conduction electrons in ultrathin Cu and Fe films on Si(111), Phys. Rev. B 75, 245427 (2007)
D.V. Fedorov, G. Fahsold, A. Pucci, P. Zahn, und I. Mertig
