- Mật độ trạng thái cục bộ và riêng phần.
W ch ij j
3.3.2.2. Sự thay đổi về thông số mạng của màng mỏng CaMnO
Hiệu ứng thay đổi tính chất rõ rệt nhất về tính chất của màng mỏng CaMnO3 khác biệt so với vật liệu khối mà tính tốn của tác giả đã quan sát được chính là hiệu ứng bề mặt. Ở vật liệu khối, chỉ có phase orthorhombic có xu hướng lệch khỏi bề mặt của nguyên tử oxy nhưng không đáng kể. Hiệu ứng bề mặt là do sai hỏng ở lớp bề mặt. Vì vậy để đặc trưng cho độ lệch của nguyên tử Oxi bề mặt hay hiệu ứng bề mặt của màng mỏng, tác giả đưa vào đại lượng zCa zO(Bumpiness of each oxide layer A0) [29]. Ở đây zCa ,zO là toạ độ z của nguyên tử Ca và Oxi tương ứng của mỗi lớp.
Bảng 3.13: Độ lệch của nguyên tử Oxy trên mỗi layer (A0) của màng mỏng
CaMnO3 cấu trúc cubic
Độ lệch (A0
) FM(Opt.) A-AFM(Opt.) G-AFM(Opt.) C-AFM(Opt.) 1 0.302 0.296 0.292 0.294 2 0.001 0.001 0.001 0.001 3 0.302 0.296 0.292 0.294
Đối với phase cubic, 1,2,3 là độ lệch của nguyên tử Oxy trên lớp 1, 2, 3 tương ứng của màng mỏng CaMnO3. Bumpiness of each oxide layer lớn nhất tại lớp ngồi cùng, ở lớp bên trong thì hiệu ứng này xuất hiện không đáng kể. Hiệu ứng bề chỉ xuất hiện trên bề mặt không bị giới hạn cịn các mặt khác thì khơng có điều này. Ảnh hưởng bề mặt xuất hiện ở các cấu trúc là tương đối giống nhau nhưng thể hiện rõ nhất trong cấu trúc FM (Opt.).
Tuy nhiên đối với phase orthorhombic, cấu trúc hình học rất phức tạp.Vì vậy tác giả đưa thêm vào các kí hiệu 11,31là độ lệch của nguyên tử Oxy thứ nhất trên layer 1 và layer 3, 12, 32 độ lệch của nguyên tử Oxy thứ hai trên layer 1 và layer 3, 2 độ lệch của nguyên tử Oxy ở layer 2, tương tự 4là độ lệch của nguyên tử Oxy
ở mặt bên (bảng 3.14). So sánh độ lệch trước và sau khi cực tiểu hóa cấu hình, ngun tử Oxy thứ nhất có xu hướng lệch xa tâm ở tất cả các cấu trúc.
Một điều khác biệt rất lớn ở hiệu ứng bề mặt trong hai phase là phase cubic chỉ thể hiện ở bề mặt không bị giới hạn nhưng trong phase orthorhombic thì xuất hiện cả ở bề mặt không bị giới hạn, thể hiện qua giá trị 4và lớp sâu bên trong của màng mỏng vẫn có hiệu ứng này (2). Như vậy hiệu ứng bề mặt quan sát rất dễ trong phase orthorhombic.
Bảng 3.14: Độ lệch của nguyên tử Oxy trên mỗi layer (A0) của màng mỏng
CaMnO3 cấu trúc orthorhombic
11
,31 12,32 2 4
Trước khi Opt. 0.3881 0.3881 0.3881 0.3801
Sau khi Opt. A-AFM 0.4876 0.1763 0.4287 0.3935 C-AFM 0.3728 0.1722 0.4092 0.3831 G-AFM 0.3844 0.1643 0.4148 0.3940 FM 0.4856 0.1880 0.4253 0.3990