Особенности структуры и свойств нанопленок $\beta$-FeSi$_2$ и интерфейса $\beta$-FeSi$_2$/Si

В рамках DFT-расчетов проведено моделирование электронной, геометрической и магнитной структуры нанопленок $\beta$-фазы дисилицида железа FeSi$_2$ с поверхностями (001), (100) и (010). Обнаружена существенная реконструкция поверхности (001), заканчивающейся атомами кремния, сопровождающаяся повышением симметрии поверхности и возникновением “квадратов” из атомов кремния. На основе анализа плотности электронных состояний (DOS), а также спиновой DOS, спроектированной по вкладам слоев атомов (LSDOS), вычислено, что все пластины обладают металлическими свойствами. При этом основной вклад вблизи уровня Ферми вносят поверхностные слои железа, причем он быстро убывает при продвижения в глубь пластины. Из анализа вычисленных эффективных магнитных моментов атомов обнаружено, что поверхностные слои в пластинах обладают существенным магнитным моментом, особенно слои железа на поверхности (001) ($1.89 \mu_{\rm В}$/атом), причем моменты атомов быстро спадают по мере удаления их от поверхности. Исследованы электронная и геометрическая области интерфейса (001)Si/FeSi$_2$. На основе анализа LSDOS показано, что в данной области также реализуется поверхностное проводящее состояние, определяемое в основном вкладом от слоев приповерхностного силицида. Продемонстрирована возможность образования совершенной и резкой области перехода Si/FeSi$_2$.