Atomic and electronic transport on surfaces and interfaces

 |  Login

Show simple item record

dc.contributor Aalto-yliopisto fi
dc.contributor Aalto University en
dc.contributor.author Hakala, Mikko
dc.date.accessioned 2013-12-18T10:00:44Z
dc.date.available 2013-12-18T10:00:44Z
dc.date.issued 2013
dc.identifier.isbn 978-952-60-5514-5 (electronic)
dc.identifier.isbn 978-952-60-5513-8 (printed)
dc.identifier.issn 1799-4942 (electronic)
dc.identifier.issn 1799-4934 (printed)
dc.identifier.issn 1799-4934 (ISSN-L)
dc.identifier.uri https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/11855
dc.description.abstract The properties of interfaces and surfaces play a key role in the functional design of many technologies, particularly in the development of next generation micro-electronic devices and nanocatalysts. In micro-electronics, hafnia is seen as a reliable replacement for silica in modern transistors, yet little is known about its interface with silicon and probable defects formed. Similarly, the formation of metallic nanoparticles on insulators is a promising route to new catalytically active materials, but much work is needed to understand the dynamical growth of these particles on surfaces from deposited metal atoms. In this thesis we have modeled the properties of defects in silicon-hafnia interfaces and metal adatoms on alkali halide surfaces. The calculations have been performed within the density-functional theory (DFT), supported by electron transport calculations for the interface studies. Although these results have been successful in building our understanding, we have identified the need to enhance the accuracy of the standard DFT approach without sacrificing computational speed. For this we have implemented efficient hybrid functionals into the SIESTA code and shown that it indeed improves our description of critical materials' properties. en
dc.description.abstract Pintojen ja rajapintojen ominaisuudet ovat merkittävässä roolissa kehitettäessä useita teknologioita. Mikroelektronisten laitteiden kohdalla hafniumoksidi nähdään luotettavana vaihtoehtona korvaamaan piioksidi seuraavan sukupolven transistoreissa. Kuitenkin sen rakenteesta ja virheiden muodostumisesta piin rajapinnassa tiedetään varsin vähän. Vastaavasti nanokatalyysin kohdalla metalliset nanopartikkelit eristepinnoilla tarjoavat lupaavan polun luoda uusia katalyyttisesti aktiivisia materiaaleja. Mutta paljon työtä vaaditaan, jotta ymmärretään näiden partikkelien muodostumista ja kasvua pinnoille tuoduista metalliatomeista. Tässä väitöskirjassa on mallinnettu virheiden ominaisuuksia pii-hafiumoksidi-rajapinnoilla ja metallisten atomien diffuusiota alkalihalidipinnoilla. Laskut on suoritettu käyttäen tiheysfunktionaaliteoriaa (DFT). Lisäksi rajapintojen kohdalla on tutkimusta täydennetty mallintamalla elektronien kuljetusta. Tulokset ovat antaneet erinomaista tietoa tutkituista ominaisuuksista, mutta samalla näille rakenteille olemme havainneet, että tiheysfunktionaaliteoriassa käytettävien funktionaalien tarkkuutta tulee parantaa. Tätä varten olemme implementoineet tehokkaan hybridifunktionaalimenetelmän SIESTA koodiin ja osoittaneet, että tämä todella parantaa laskennallista kuvaa materiaalien ominaisuuksista. fi
dc.format.extent 57 + app. 63
dc.format.mimetype application/pdf
dc.language.iso en en
dc.publisher Aalto University en
dc.publisher Aalto-yliopisto fi
dc.relation.ispartofseries Aalto University publication series DOCTORAL DISSERTATIONS en
dc.relation.ispartofseries 219/2013
dc.relation.haspart [Publication 1]: Hakala, M. H., Foster, A. S., Gavartin, J.L., Havu, P., Puska, M. J. and Nieminen R. M. Interfacial oxide growth at silicon/high-k oxide interfaces: First principles modeling of the Si-HfO2 interface, Journal of Applied Physics 100, 043708 (2006)
dc.relation.haspart [Publication 2]: Havu, P., Havu V., Puska, M. J., Hakala, M. H., Foster, A. S. and Nieminen R. M. Finite-element implementation for electron transport in nanostructures, Journal of Chemical Physics 124, 054707 (2006)
dc.relation.haspart [Publication 3]: Hakala, M. H., Pakarinen, O. H. and Foster, A. S., First principles study of adsorption, diffusion and charge stability of metal adatoms on alkali halide surfaces, Physical Review B 78, 045418 (2008)
dc.relation.haspart [Publication 4]: Hakala, M. H. and Foster, A. S. Computationally efficient implementation of hybrid functionals in SIESTA, Aalto University publication series SCIENCE + TECHNOLOGY, 19 (2013)
dc.subject.other Physics en
dc.title Atomic and electronic transport on surfaces and interfaces en
dc.title Elektronien kuljetus pinnoilla ja rajapinnoilla fi
dc.type G5 Artikkeliväitöskirja fi
dc.contributor.school Perustieteiden korkeakoulu fi
dc.contributor.school School of Science en
dc.contributor.department Teknillisen fysiikan laitos fi
dc.contributor.department Department of Applied Physics en
dc.subject.keyword density-functional theory en
dc.subject.keyword interfaces en
dc.subject.keyword surfaces en
dc.subject.keyword exchange en
dc.subject.keyword tiheysfunktionaaliteoria fi
dc.subject.keyword pinnat fi
dc.subject.keyword rajapinnat fi
dc.identifier.urn URN:ISBN:978-952-60-5514-5
dc.type.dcmitype text en
dc.type.ontasot Doctoral dissertation (article-based) en
dc.type.ontasot Väitöskirja (artikkeli) fi
dc.contributor.supervisor Nieminen, Risto, Distinguished Prof., Aalto University, Department of Applied Physics, Finland
dc.contributor.supervisor Foster, Adam, Prof., Aalto University, Department of Applied Physics, Finland
dc.opn McKenna, Keith, Prof., University of York, UK
dc.contributor.lab COMP/SIN en
dc.rev Alatalo, Matti, Prof., Lappeenranta University of Technology, Finland
dc.rev Räsänen, Esa, Prof., Tampere University of Technology, Finland
dc.date.defence 2014-01-24


Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search archive


Advanced Search

article-iconSubmit a publication

Browse

My Account