Enhanced multilayer relaxation at high-index stepped Cu surfaces

Cu高指数表面の構造緩和

山口 正剛   ; 蕪木 英雄; Freeman, A. J.*

Yamaguchi, Masatake; Kaburaki, Hideo; Freeman, A. J.*

Cuの(511), (320), (410)という高指数のstepped surfaceについて、フルポテンシャル線形化補強平面波法を用いた第一原理からの計算を行った。局所密度近似(LDA)による計算とgeneralized gradient approximation(GGA)による計算の両方を行って比較した。原子にかかる力に基づいて構造緩和を行い、得られた構造を実験データ(LEED)と比較した。(511)表面の場合、計算結果は実験データとよく一致した。(320)と(410)表面の場合は実験データの解析結果との不一致が大きかった。実験データの解析結果では表面から3, 4層までしか考慮していないが、われわれの計算では5, 6層目に大きな構造緩和が見られている。われわれの結果は、実験データの解析を5, 6層まで含めて行うべきであることを示している。

Multilayer relaxation at high-index Cu(hkl) (hkl = 511, 320, and 410) stepped surfaces were determined by the first-principles all-electron full-potential linearized augmented plane wave (FLAPW) method within the framework of the local density approximation (LDA) and the generalized gradient approximation (GGA). The calculated relaxation of the interlayer distances, obtained by a geometry optimization procedure that minimizes the force on each atom, were compared with low energy electron diffraction (LEED) analysis of experimental data. In the case of Cu(511), the calculated results are in good agreement with the LEED analyses. On the other hand, for Cu(320) and Cu(410), there are large differences that may be understood from the fact that the LEED analyses of experiments consider up to only three or four layers from the surface, and that whereas even the fifth or sixth layers show large relaxation in our calculations. Our results suggest a reanalysis of the LEED data with the inclusion of more layers.