!"# $%'& &(
)* + ,, + * 56+ , 567 8 9 *
; <='>? @ ? A B C DFEG H G @ G I J K. / L0 1MN 2M4 3 /OPA Q @ I JF>? @ ? A B C DP4 R1 / ? J: Q ? B KTSM UM<I VW X Y K
Z I B [ Q I \J
]? G ^ D Q @ KT_Z`X a b c Y
d ePf g h iFj k l j m m m n
opq r st h u v w x h p u g y sr p f z { x v h p t u v q l p i r| h i u p p } ~F f g g t r gi r t € i pt q€ r v r g f z z ~F ‚ r w  ~6ƒ „ r g st y z r … r z
t† v v t v € ‡ ˆ‰6r v w p i f pŠ i r v
f q r st h u v w x h p t v € h f g  u vPv f v u p x  rt qr v w y h u v p f h p r w p uf sr p f zd p i r
u † p t s f z € r u sr p g ~P‹ u gv f v u w r … t h r q n l p i r r i f … t u g t q g f w t h f z z ~ w t Œ r g r v p ˆ… r v Š i r v p i r„ r g st z r … r z
t q‹ x z z ~ƒ † t v v r w ‡ f pp i rt v p r g ‹ f h r l p i rp x g v y u v … u z p f € rt qp i f pr ‚ † r h p r w ‹ u gf v`Ž J  G J J ?  { x v h p t u v ˆ
‘ i x qTp i rp i g r q i u z w s f ~ r f w { x q p r w ‹ u gu † p t s f z w r … t h r † r g ‹ u g s f v h r l Š i t h i t q v u p † u q q t  z rt v † z f v f g
h u v p f h p q ˆ| t st z f g  r i f … t u g t qr ‚ † r h p r wFf p i r p r g u { x v h p t u v q r p Šr r v
v f v u p x  r q f v w q r st h u v w x h p u g q ˆ
’ “ ˆ ” k ˆ ‰ † l • – ˆ “ m ˆ —Š l ’ “ ˆ “ m ˆ ˜~ l ’ “ ˆ ™ m ˆ šq
› 4 œ +  ž 1 4 Ÿ
0 . / , 5 . œ / *¡ , . œ 0 / , 1P¢  + £¤+ . * . 0 + * /  4¥0 ,
4  4 . œ , * / , 0 . 5 ¨ 4 ¦ 0 . 4 1£8§5 9¨ 5 4 £§+ * 4 * 1 4 ©  + £ 1 + . œ 0 ¦ * 4 5 4 5 ¦ 0 . 4P 4  žž
4 Ÿ
4 œ 1¤ª « . / œ œ ¬ 0 / 4 1 ­ ®
/ 1 0 Ÿ
¢ œ /¯¢ / ¦ 0 4°4 4 .
œ * 0 . 5 +   . / , ± œ ± + . œPœ 5 / + ¨ + 1 4 Ÿ
+ , 0 £P. / 5 , 5 * . œ 56/ *P² +5 * 4 * ¦ 0 . *4 ¨8¯9± ¨¨ 4¥4 ,+ *   0 4 5 1 œž
Ÿ
, /± 4 ¨ 1 4 1, œ 4 + œ œ  5² 4 1 0 ² 4 + , 5² 0 4£ 4 , 0 ±+ œª 0 . + 
0+ /* Ÿ
* 0 .+ . / œ * . œ 1 ­, . / ,°´ 4µ ¶ / 8F·œ , 0 4 * , + 1 0 £ ¨ Ÿ
+4 œ /+ ©
¡ ¢ , ¢ . œ / 0 ¢/ , 0 0 1œ 4+  ³ŸF/ / 1 ¬ œ© 0 , ¦ . + œ *0 /0 + ² £F+ « . ¨ © / / œ œ œ ¬ £F² œ + 4 * * 0 ®4 * œ ® ³4 0 œ ¨. œ œ ¨ 4
) 4 * Ÿ
0  4 ¦ 4  + œTœ ¨ 40 , œ 4 * © + . 4F¸ ¢ 0 , , 4 5 ¹5 4 4 ¢0 , œ ¨ 41 4 Ÿ
0 . / , ž
5 . œ / *P² + , 5 ± + ¢® * 4 ± + * 5  4 1 1P/ ©œ ¨ 4¥Ÿ
4 œ +  ³/ * ¬ © , . œ 0 / ,8
9¨ 0 1¢  + . 4 1 + 1 4 * 0 / 1. / , 1 œ * + 0 , œ/ ,65 4 ¦ 0 . 4 5 4 1 0 ± ,8
) / *¤, + , / 1 . +  4 5 4 ¦ 0 . 4 1 ² + 1 4 5 / , . + * ² / ,, + , / œ ² 4 1
ª º+ 9 1 ­/ *  / œ ¨ + 4 £§*+  0 , , 4 + * ,Ÿ
/  4 . *  4 1 ®, 0 œ* + 1 44 * Ÿ
 1.  ,§4 + 5 * œ ¨ + œ. / , * žž
œ * . œ 1+ ³, 0 ¢ , ¨ 4 ¦ ,4 * Ÿ
/5 4
. 4 œ + £
 / 4
0 ¨ ,
4 ¦ , 0 + . , 4
¢4 ž
© / Ÿ . 4 ® 1 0 . 4œ 44 œ 0 4 4 ¦ 0 . 4Ÿ 0 4³0 œ 0 / Ÿ
4
œ) 4 * * 1/ ©ž  œ ¨ 4 0 , œ ,4 * , © + , . ± 4 8»  4  œ   0 + œ £ œ  4, 0 1 ¬ , ¨6/ ³ 5 ,6+ ² / 8 œ³ ¨ + œ * /  4
4 Ÿ
0 4 ¦ 4 ¢ 0 0 ³0 ¢ 0 1 . 4 ¦ 0 . 4 1
› / 1 œ¥Ÿ
4 œ +  ž º 9'¡ , . œ 0 / , 1¥1 œ 5 0 4 5 œ / 5 + œ 4§4 Ÿ
¢  / £+
³¨ 4 + ¬6) ¦ * + ,`ž 5  4 *¼§+ +  + ±  1, 1 0 5 , 4
. + / , œ + . œ ¨ ® + 1, 0 ,§+ ) 0 ± 8¨ +µ +§* ´ ½ ¶ ® , + ,  5£
œ² 4 , 4 ŸF, 0 5 4 ¦ * 4 5°´ ¾ 0 ¶ 8ŸF¿ 4 œ œF* 1 + . 5 . / œ . œ 5¥1 ² £§1 À¨ 4 + . ,4 ±`œ Á Â
44 ./ 10 4 4
/ ³4 ¦ 4 ® 1 0 1 . 1 1 4
Ã Ä *Å ´ ,Æ ¶± ®0 ,¥* 4 ++  + ¢ ¢  0 . + +  œ 0 , / , 1 ² + , ,45 , , 5 ± ž ² / ,  5 4² 5
¡ * , . œ *0 /+ ,²  ³0 œ ¨ *
1 œ / + ª Ÿ
, 4 œ + 0 , . 5Ç . / ¦ ** 4 ² œ ­ /  0 * ³+  0 , 4+ ¢ 4 © 4 + , 5 4 © / ¨
¡ . / , Ÿ
. ¢œ 0 / . , œ 1 4 ¨1 + 1 ¦ 4 +  * 4 © / + 5 £P/ ² 4 4 1 , œ© 4 + 4² . * œ 0 . 0+ . œ 4 5§. ´/ Æ ¶ œ8É . , œ È 1 . ¨¡ 1 , . . ž
œ 0 / ,, 1+ ®T5/ , 464 Ê ¢8 4 . œ 1 ) 4 * ŸF0 ž  4 ¦ 4  ¢ 0 , , 0 , ±P¡ 1 œ + 1
0 , œ * + 5 0 ž
œ 0/ 4 ¦ 0. 4 1
¿ *
¨ ¨+ ¨ ) * ž   , , , ± , + ž
*œ 4 ¨ 4 / 4
³'³1 4Pœ * /1 , / ± ³®. œ + , , œF/ œœF. 0 1/ , œ 4* / ŸF œ0 ¨ 44 ¦ 54 4 ¦ ¢ 0 0. 4P0¢ * / ®¢4 * /¥œ 0 4Ÿ 1F/œ ©
Ÿ
* £ 4 œ +  ž ,º , 9 , . ±P/ 5, œ + . *œ 10 , , œ ¨ 0 1 ¨ ± 4 / Ÿ
* , 4 ž œ * ,£ 8É ,6 + + ± ¢  + ,² + *± 4 */ Ÿ
¨ 4 ž
œ + ®¢ ž 0 , 0 ž 5 4 œ, 4 Ÿ
, 0 +  4 1± œ 4œ * £ / ¦9 / œ , 4 ,È , ±œ+ © / œ 4
Ë * + 1 0 / +F4  + 0 Ÿ
£ 4 1 0 , / , ²+4 /* * Ÿ
4 * œ , / ©* º 1 ® ¢ ¨ 0 ¨ 0 ¡ , œŸ
/ ,1 œ 8
.9¨ 4 œ 4 1 ž 4 ¬ *œ + * 4  + 0 4± 0 ¨ 1* 4 0¨ 4 1 5§³0 * œ œ + 4 , . + œ 0 /  £
4 / ³ œ 4 ŸF¢4 œ 4F¦ / œ 4
œ 4 1 / 4 Ÿ 0 14 Ê . œ
œ ¨ + * œ/ ©, œ ¨ 4FÌ, Í ÎÏ + Í£ Í Á Ð * 0 , œ 5 4 * © + + . 4 89¨ * 1 œ ¨ 4. ¨ / 0 . 4, / ©* ŸF 4 œ ¨ + 
³/ , ¬ + © ² . œ 0 ¨ / + Ÿ *TÑÒ¢ + / ¦ 0 4 ¨ + ¢/ ³4 , © + œ / + /  + œ ² /F . / * œ /  + ,œ + 4*
œ / / œ œ0 1 / œ ¦ 0 4© / ¢
¡ . / , .œ œ 0 . / œ , 1 84 ¦ 0 /
9¨ ¨ * £
¨ £!² + * * * ¨ + +
² ,
¨ 0 ± ¨  £ 4§. œ / , 4 œ / * / ¦ 4 /* 1 ©60 + «  .® ³/ 0 œœ œ ¨F¬ +5 0 1 . / ,0 4 . 4 1 * œ 0 , ± 1 ¦ + œ¥* 0 œ4 0œ Ÿ
£ 4 / 1 ©ŸF4/ 4 5 ž
4,  1 ,±`´ Ó + ¶ 8Ò¿  + / , ³+ 4 * ¦ 4 , * ®œ* ¨ + 4¬ 4 £ ¢ + ¨ £ 1 +0 .  1¥ £°/ * © + ) ¨ 4 * * ŸF0 ž  * 4 + ¦ 4±  ¨ ¢ 0 , * žž
0 œP¢
0 œ 4 © . 4 1P0 1 . œ
œ 4 1œ 0 œ ©/
³ØÙ+ * Ú5§Û´ Ô Ü`Õ Ö Ý§¶ 8Û× Þ 10   ¨ 1 œ * * + œ Û4 5 Ü 0 + ,6, )5 0 ±Û8Þ ½ ® + œ * ¨ 4 ¨ ² + * * , 0 4 ** ± ¨ £ 4 0 ± ¨ œ¨ 0 1
®³ 4 4
4œ 44 4 / ©Tœ 4
.* / ± , 5 ,6. ,œ 0 / + , * ž ² ¨+ , 5 , 4 5 ±* 4 + + , 85 ) œ ¨ * 4 ) 4 * Ÿ
 0  4 £ ¦ 4  0 , * œ ¨ 4 * ²+ * 5 * 0 4 *ž
4 0 / 4 œ 40 œ 4 © . 4 / 1 0 Ÿ
¢ 0 . 0 œ ® ³4 4 1 œ 0 . œ 0 1
. 1 51 0 / , + œ ¨ * /,` ± ± ¨ / œœ¨ /Fœ ² ¨ + 4 * * ² + * * * 0 4 **©¨ / *  4  8P4 . ל *  / , 1 È + œ * 0 ¦ + 0 + 
ŸF/ 0 ß . œ 0 / 0 ¦ 4 1:1œ Leonard
4 0 4 5 © /  Tersoff,
/ 4 1 1 /¨F®Tà³á 4PŸ  , ¬ ± 4
œ ¨ 4 1 + * + 5 + 1 Fig.
1 ŸF¨¢ œ 0*/ , ,œ ¨ ± + ¨œœ ¨ 4 + and
4 ¢ ¨ 4 œ * 0 / ,F 4 , ± ¨ PRL
œ 01 /
.± / ² Ÿ
 ¢ ² + 4 , 5 œž ²/6/ , œ 5 4, ±`54 œ 1 .5 4 1 , ± 4 , 4 ®1¨ /6œ , 4 + * * 4Pž 0, 1 , * 4 ±+  0 ž
* 4 0 ± 0 4/ ,8 4 0 4
œ / / ¢ 0 0 œ 4 4 0 œ 4 © . 4
Metal
Metal
µ
v u p x  r ä sr p f zTh u v p f h p q å d f nv f(b)
vy
„â ㈠k ˆ ‘ Š u p ~ † r q u ‹ v f (a)
u p x  r d h g u q q y i f p h i r w n q t w r y h u v p f h p r w  ~p i rsr p f z  ~… f vw r g
‰ f f z q f w i r q t u v æTd  nv f v u p x  rr v w y  u v w r w p u p i rsr p f zd h u y
… f z r v p ä sr p f z z t h  u v w t v € n ˆ
) / *P+ Ÿ
4 œ + + , 5 1 4 ŸF0 . / , 5 . œ / * 1 4 ¢ + * + œ 4 5°² £¤+ œ ¨ 0 ,
¦ + . Ÿ ± + ¢§ª ç àá ­ ® œ ¨ 4 ²+ * * 0 4 * 0 11 0 ŸF¢  £`´ µ ¶
Ø Ù èÚ¤éTê¤Ý`éëì
ªµ ­
³ ¨ , 4 5 * 4 éTê * + , , 5 é+ ë + ,* 4œ ¨ 4F,ŸF4 + œ + 8¤ ³9/ ¨ * ¬ © , . œ £ 0 / ,6+ +  ,  £ 5 1 + 4 Ÿ
0, ž
. / . œ / 0 / 0 í œ 0 / ¢/ œ 4 œ 0
0 1
0 1Fœ ¢ 0 . œ ¬ 4
œ5 / ² 4 œ ¨´ µ 4 ¶ 8 ² + éT* *ê 0 4 +* , 4 5 Ê ¢é4 ë . œ 5 4 5 0 , , 5 œ ¨ 4 ,6+ 5 ² 1 4 + , .  4/ © + ¨ , 0 , * œ 4 * © + . * 4 ž
0 ¢/ 4 ª
4 ¢4 / 4 œ 0 1/ ©œ 4© 4 41
©+ + , . 5F4+ œ *¨ + œ. + ,,F, * / œ  ² + 4 * 5 4  4 ¦ + ¨ , œ+œ /F œ ¨ 4 * * 4 +  ¢  + , 5 + * + 0 , œ 4 5 * © + . 4* ž ®
4/ © œ 4 4 ¢ . 4 ³0 œ ¦ 4 1© / 1 / Ÿ
40 4 0 í 4 1
© + .¿ 4 ´Ö ¶ 8­ * + + +  ž
,5 * , * + ¨ * ,
± 4 , 4 / * ³+  4 ¦ + 4 ß ®, 0 œ œ 4 5 Ÿ
4 , 4 1 œ 0 œ £ 1 / 4 ©Ÿ
1 0œ . + / œ 4 1œ ¨. œ * / / 0± ¨ œ / 4 ©œœ . ¨ 44 œ ² 4 + , 45 0 ± 1T+ 0 ¢
/ ©œ ¨ + 4 ž 1 ,4 Ÿ
5 0 . / 5, 5 ± + . œ / *¥+ , 4 + *¹ œ ¨ ›¥4§É î 0 , œ 4 * ©´ Ô+ . 4 ¶ ®8 œ ¨ 4§1 / ž . *+  +  4 5
¸ ŸF4 œ 0 . 4 ¢°1 œ œ 4 1 ª « ­ ® ï 2T0 ¬ 461 © . 4
1 œ + *œ ¨ 4 1+ ®œ , ¨ ± 4 1 4 + * 4 1 0 Ÿ
¢ +  £¥ð / . ¨ * 81 œ 9+ œ ¨ 4 1² / ©T œ , ¨ 5 4+ 1 * 4£ Ÿ
0 . , / 5 , 5 . , ž
œ / ¦ 0 . / ŸF¢ 4 ÊF³ ¦ 4 ¦ 4 . œ / 4 /
. / 0œ 0/
| } ! - . 2+- 1 ~ € 
‚ õ öò ó ô0z
ƒ ü þ
ñ öõ ûFñ ÿ ô6ù ó ñ ÷ ÿ ô6õ öò ó ô6û
ô ò ñ ü 6 ô ÷ ô0}
õ þ õ þ ò ñ ö ù ô
ø ÷ ý ûò ó ôz
ûFô ò ñ üõ ö ò ô ÷ ø ñ ù ô Tñ ö 3-.' ñ ÷ õ ô þ
úõ ò ó} ôò ýò ó ôô ü ô ù ò ÷ ý þ ò ñ ò õ ù( ý ò ô ö ò õ ñ ü ñ þõ ü ü þ ò ÷ ñ ò ô Fõ ö
&õ ÿ P% <, ñ ò õ ý ö ‚ T õ þý øù ý ÷ þ ôñþ õ û ü õ { ù ñ ò õ ý öP òõ òõ þù ý ö þ õ þ ò ô ö òFúõ ò óò ó ô
úô ü ü ô þ ò ñ ü õ þ ó ô õ ù ò ÷ ôPý ø E„I … M K
ñö!
õ òù ñ ò ÷ ô þ`ò ó ô*† ô !
ñ þ ô ù ò þ§ý øPò ó ô°÷ ô ñ ü
õ ö ò ô ÷ ø ñ ù ô
õ ý ü ô ü üþ ò ñ ò ô þPõ öò ó ô ñ ö ÿ ñ * ô ù ñ °
ô ý ö ô ö ò õ ñ ü ü úõ ò ó3 õ þ ò ñ ö ù ô k òô ñ ù ó`þ ò ñ ò ôFóñ þõ ò þý úö+ ô ù ñ § ü ô ö ÿ ò ó H
þ ý
ò ó ôFý ô ÷ ñ ü ü ô ù ñ ` õ þö ý òò ÷ ü ` ô ý ö ô ö ò õ 6 ñ ü Tñ ö 0 ñ ÷ õ ô þ
þ ý û
ô úó ñ òPúõ ò ó¤ô ö ô ÷ ÿ °
õ öò ó ô ñ ö ÿ ñ P ô ÷ ô§
‡ ÷ ô ÷ ô þ ô ö ò þñ ö
ñ ÷ ý ÷ õ ñ ò ôñ ô ÷ ñ ÿ ô ñ ü ô k§) ôö ý ò ôò óñ òñü ý úô ÷
ý ö ¥ ø ý ÷
‡ õ þò úõ ù ôò ó ôz
mˆP ñ ö ¥ úñ ô ô ù ò ý ÷ ô ô ¥ õ ö
ò ó ôÿ ñ kþ ý‡‰ = ö û kŠ (& ÷ ý û'ò ó ôù ñ ü ù ü ñ ò õ ý ö þý ø8‹ ó õ ù ý
C AE@ B ŒI K úô
ù ñ ö`ô ò ÷ ñ ù òFñ ö§ô  ô ù ò õ ô ô ù ñ `
ù ý ö þ ò ñ ö òFý ø
‡ L P% ö= û= kŠ ó õ þû
ñ 3 ô
ñ ö3 ö ô ÷ ô þ ò õ û
ñ ò ô þ õ ö ù ôFúô
ü ñ ù F† õ ö ø ý ÷ û
ñ ò õ ý ö
ý öò ó ôù ý ö ò ÷ õ ò õ ý ö
ý ø ò ó ôûFý þ ò÷ ñ õ ü ô ù ñ õ ö ÿ`ÿ ñ °
þ ò ñ ò ô þ m
) ô ý`ö ý ò
óñ ô6ñ ö°õ ö ô ô ö ô ö ò
ô þ ò õ û
ñ ò ôPý ø( ! ñ ö § õ öÿ ô ö ô ÷ ñ üò ó õ þ0 ü õ † ô-.E ù ý ü + ô
ñ  ô ù ò ô ò ý§þ ý ûFô¥ô ò ô ö ò °
ñ ò ý ûFõ ù0 ô ò ñ õ ü þ
ý øò ó ô6õ ö ò ô ÷ ø ñ ù ô3 õ öù ü õ ö ÿ`õ ö ù ý ÷ ý ÷ ñ ò õ ý öý øõ û ÷ õ ò õ ô þ 3§) ô
ò ó ô ÷ ô ø ý ÷ ôPù ý ö þ õ ô ÷
ñ¥÷ ñ ö ÿ ôPý ø ñ ü ô þ ø ý ù þ õ ö ÿ`ý ö§ò ó ôP÷ ô ÿ õ û
ô
úó ô ÷ ô0 ! õ þPü ñ ÷ ÿ ô¥ô öý ÿ óò ý§ø ü ü „ õ ö°ò ó ô ñ ö þ „) !ô
ô û ó ñ þ õ ; ôò ó ñ òü ñ ÷ ÿ ô ÷8 ñ ü ô þý øk‡ ý ÷þ ûFñ ü ü ô ÷ ñ ü ô þý øk
úý ü 6 ý ö ü 6 þ ò ÷ ô ö ÿ ò ó ô ö6ý ÷ù ý ö ù ü þ õ ý ö þ ) ôþ ô ü ø ù ý ö þ õ þ ò ô ö ò ü ù ñ ü ù ü ñ ò ôò ó ôù ó ñ ÷ ÿ ô ‚ ñ ö ÷ ô þ ü ò õ ö ÿ ý ò ô ö ò õ ñ ü Ž ô ò ñ õ ü þñ ÷ ôñ þõ öI = % K (§) ô þ ô ñ ÷ ñ ûFô ò ô ÷ þ
ø ý ÷ò õ ù ñ ü þ ô ûFõ ù ý ö ù ò õ ö ÿö ñ ö ý ò ô þI = 5 K T ÷ ñ õ þ G M ö û
ñ ö 3 ñ ö ÿ ñ G 6… ô  ü üù ñ ü ù ü ñ ò õ ý ö þñ ÷ ôFø ý ÷ñ ö`õ ö { ö õ ò ô
z°
úõ ò óPü õ ÿ ó òE‘’ ò ô ý õ ö ÿ0 ñ ò ý û
õ ùø ÷ ñ ù ò õ ý ö “ ò
ò ó ô† ô 6 ù ý ö ù ü þ õ ý ö þñ ü þ ý
ó ý ü 6 ø ý ÷ñ ö0 ö ý ô 0z= G ¯
ý øTñ ö ü ô ö ÿ ò ó”$‡ PŠ úõ ò óPñ ö
ý ó û
õ ù ñ ù † ù ý ö ò ñ ù ò 8& ý ÷ù ý ö ù ÷ ô ò ô ö ô þ þúôò ñ † ôò ó ôö ô ò ÷ ñ ü õ ò 6 ü ô ô ük-!
. ñ òò ó ôz¯
ûFõ ÿ ñ k
òFñ3 õ  ô ÷ ô ö ò
ù ó ý õ ù ô
úý ü §
ö ý òFñ  ô ù ò
ý ÷ù ý ö ù ü þ õ ý ö þ öPñ÷ ô ñ ü ô õ ù ô ò ó ôz°
úý ü ÷ ý ñ ü ôô û ô ô õ ö
ñ õ ô ü ô ù ò ÷ õ ù
ò ý6ô ö ó ñ ö ù ôPûFô ù ó ñ ö õ ù ñ üñ ö § ù óô û
õ ù ñ üþ ò ñ õ ü õ ò §) ôFò ó ô ÷ ô ø ý ÷ ô
õ ö ù ü ô
ñ0 õ ô ü ô ù ò ÷ õ ù
ù ý ö þ ò ñ ö òý ø5 6J ñ ! þ
ø ý ÷ õ •– H òúõ ò ó õ ö`ý ÷ûFý ô üò ó õ þû
ô ÷ ô ü ` ÷ ô þ ù ñ ü ô þ
ñ ö 6 þ ý ý ô þö ý òñ  ô ù òý ÷ù ý ö ù ü þ õ ý ö þ ó ôù ñ ü ù ü ñ ò ô E ô ó ñ õ ý ÷Tñ òz
ûFô ò ñ ü ù ý ö ò ñ ù ò þTõ þTþ ó ý úö
õ ö& õ ÿ 5 ø ý ÷( õ  ô ÷ ô ö ò ñ ü ô þý øò ó ô õ ö ö õ ö ÿ
þ ò ÷ ô ö ÿ ò ó !
úõ ò óE‡ % ö û kŠ óôù ý ÷ ÷ ô þ ý ö õ ö ÿ( ü ñ ö ñ ÷ — ö ù ò õ ý ö þTñ ÷ ô
ñ ü þ ý
þ ó ý úö6ø ý ÷ù ý û ñ ÷ õ þ ý öP(& ý ÷ò ó ô ü ñ ö ñ ÷8— ö ù ò õ ý öP ò ó ô
õ ý ü ôõ þñþ ó ô ô ò þ ýõ òþ ó õ ø ò þTò óôþ ô û
õ ù ý ö ù ò ý ÷ ñ ö þ÷ ô ü ñ ò õ ôò ýò ó ôû
ô ò ñ ü & ô ÷ û
õ ü ô ô ü ô ô ö
ñ ò9 õ ö{ ö õ ò ô :E õ þ ò ñ ö ù ô þ
õ ô P õ þ ò ñ ö ù ô þù ý û ñ ÷ ñ ü ôò ýPò óôFü ñ ò ô ÷ ñ ü8 õ û
ô ö þ õ ý ö ö
ù ý ö ò ÷ ñ þ ò ø ý ÷ò ó ôz!
ò óô õ ý ü ôPõ þFü ý ù ñ ü õ ; ô §
õ öñ ü üò ó ÷ ô ô
õ ÷ ô ù ò õ ý ö þ þ ý
õ ò þô  ô ù òý öPò ó ôE ý ò ô ö ò õ ñ ük ô ù ñ þñ þ(}  – ñ ò
õ þ ò ñ ö ù ô þF'F% ö û
) ô{ ÷ þ òù ý ö þ õ ô ÷Tò ó ôù ñ þ ôý øñó õ ÿ ó úý ÷ † ø ö ù ò õ ý öFûFô ò ñ ü
˜k™m‰*˜š " 4 & õ ÿ 5 ñ úó ô ÷ ô& ô ÷ ûFõ ü ô ô ü õ ö ö õ ö ÿò ô ö þ
ò ý ô ù ÷ ô ñ þ ôò ó ô ñ ÷ ÷ õ ô ÷ø ý ÷ô ü ô ù ò ÷ ý öþ E& ý ÷ñ ü ñ ö ñ ÷— ö ù! ò õ ý ö3 & õ ÿ 5 ñõ ö þ ô ò ò ó ô ñ ÷ ÷ õ ô ÷ó ô õ ÿ ó ò( ô ù 4 ÷ ô ñ þ ô þúõ ò ó
ñ þ û ò ý ò õ ù ñ ü ü § ñ ÷ ý ñ ù ó õ ö ÿPò ó ô ñ ü ô G 65 ô  ó ô ÷ ô ñ òò ó ôõ ö ò ô ÷ ø ñ ù ôúõ ò ó
ñû
ô ò ñ üñ ü ü ý úþþ ò ñ ò ô þñ òñ ü ü ô ö ô ÷ ÿ õ ô þ
úõ ò ó§þ ò ñ ò ô þõ ö`ò ó ô ñ ö ÿ ñ ô ù ñ õ ö ÿ¥ô ý ö ô ö ò õ ñ ü ü §õ ö ò ý
ò ó ôþ ô ûFõ ù ý ö ù ò ý ÷ ó ô þ ô ò ý ÿ ô ò ó ô ÷Túõ ò óò ó ô õ ÷õ û
ñ ÿ ôù ó ñ ÷ ÿ ôõ öFò ó ôûFô ò ñ ü ÿ õ ôñ õ ý ü ô 'ñ òò ó ôõ ö ò ô ÷ ø ñ ù ô òñ ü ñ ö ñ ÷õ ö ò ô ÷ ø ñ ù ô ò ó õ þ÷ ñ õ þ ô þý ÷ü ý úô ÷ þò ó ô ñ ÷ ÷ õ ô ÷ò ý
!" $
#
% óôý ù ù ñ ö ù Fý ø ò ó ôÿ ñ F þ ò ñ ò ô þ ñ ö Fó ô ö ù ôò óô õ ý ü ô
ô ô ö þ6ý ö°ò ó ôý þ õ ò õ ý ö¤ý øò ó ô& ô ÷ ûFõü ô ô üúõ ò ó õ ö°ò ó ô
þ ô ûFõ ù ý ö ù ò ý ÷ ñ ö ÿ ñ ' & õ ÿ (% *)õ ò ó õ ö°ñ§ü õ ö ô ñ ÷
ò ó ô ý ÷ `ò ó õ þù ñ ö+ôFú÷ õ ò ò ô ö+, õ ò ôPÿ ô ö ô ÷ ñ ü ü § õ ö`ò ô ÷ û
þý øò úý
ñ ÷ ñ ûFô ò ô ÷ þ(-¯
. ñ ö 0§
/ ñþ
/0 -(132+-(. /0 4 2 #
5 6 ô ÷ ô 43 -72*-(. õ þò ó ô ñ ÷ ÷ õ ô ÷Fó ô õ ÿ ó òFõ ö`ò ó ôPü õ ûFõ ò
ý øþ ò ÷ ý ö ÿ+ õ ö ö õ ö ÿ* ü ñ ÷ ÿ ô/8 ñ ö *-(
. õ þFò ó ô*9 öô ò ÷ ñ ü õ ò ü ô ô ü : õ ô T ò ó ô0& ô ÷ û
õ ü ô ô ü( ý þ õ ò õ ý öñ òFúó õ ù ó§ò ó ô0 õ ý ü ô
úý ü ô; ô ÷ ý (¤
) õ ò ó<8, % ò ó õ þÿ õ ô þñ
þ ô ü ø ù ý ö þ õ þ ò ô ö ò
ñ ÷ ÷ õ ô ÷ó ô õ ÿ ó òý ø
>" = ! " /" 4 #
? / =
/ =
õ û ü ôñ ÷ ÿ ûFô ö ò þõ ö õ ù ñ ò ôò ó ñ ò/ " = õ þ@ AB C @ D A ô , ñ ü
ò ýPò ó ôFþ ô û
õ ù ý ö ù ò ý ÷E õ ô ü ô ù ò ÷ õ ù
ù ý ö þ ò ñ ö ò ò õ ù ñ ü ü +F = G H
ñ ö ò ó õ þõ þþ L' ý ÷ ò 4ô ù ý û ñ ÷ õ þ ý öFúõ ò ó
ô ô ÷ õ û
ô ö òEI J K ó ô ÷ ô ø ý ÷ ô
-E732+-.E
ó ô ý þ õ ò õ ý ö¥ý ø-
. õö
ò ó ôþ ô ûFõ ù ý ö Fig.
ù ò ý 2:÷ Leonard
ñ ö ÿ ñ P and
û Tersoff,
þ òõ ö ÷ õ PRL
ö ù õ 6 ü ôE ô ô ö P ý ö
ò ó ôñ ò ý û
õ ù ü ô ô ü þ ò ÷ ù ò ÷ ôý ø ò ó ôõ ö ò ô ÷ ø ñ ù ô ý úô ô ÷ þ õ û
ü ôò ó ô ý ÷ õ ô þò ó ñ òõ ô ö ò õ ø - . úõ ò ó¥þ ý û
ôÿ ô ö ô ÷ õ ùû
õ ÿ ñ ý þ õ ò õ ý ö6ó ñ ôó ñ 6 ù ý ö þ õ ô ÷ ñ ü ôþ ù ù ô þ þI M J = G K Ld
φb
EC
EF
EV
χ m χs
φ b0
φ bp φ b
EF
EC
EN
q
-1
L
E
NPO QR S R(T U V W XEY Z [ U\ Y ] ^^ [ Y _ ` Y X'a b `8c d Y ] Y `(T U V b Z Z e df\ Y ` gV
` [ W ` hi V b j[ ] _W ] W ` _ fb akN W ` XE[kd W l W dPY ] ^d b U Y dk\ Y ] ^W ^ _ W il i R
^ [ i Z Y ] U W(a ` b Xm[ ] Z W ` a Y U WEn l W ` Z [ U Y dd [ ] W o Rn Y opY ` _ W(i U Y d W h i V b jg
[ ] _\ Y ] ^\ W ] ^ [ ] _b l W `d W ] _ Z Vqkr(^ s W8Z b^ b c [ ] _ Rn \ otd b i W g s c
b a8[ ] Z W ` a Y U WE` W _ [ b ] hPi V b j8[ ] _^ [ c b d Wn i c ` W Y ^0b l W `d W ] _ Z V0u v w o
^ s WZ bExO Q(T R T W WZ W y Za b `8] b Z Y Z [ b ] R
& ý ÷z
þ úôû
ñ P õ ûFû
ô õ ñ ò ô ü P ñ ö ò õ ù õ ñ ò ôñFø ö ñ û
ô ö ò ñ üù ó ñ ö ÿ ôE ô ù ñ þ ôò ó ô÷ ô ù ô 0 õ û
ô öþ õ ý ö ñ ü õ ò 6 ý øTò ó ôõ ö ò ô ÷ ø ñ ù ôù ó ñ ö ÿ ô þò ó ôþ ù ÷ ô ô ö õ ö ÿ T
ý
ù ñ ü ù ü ñ ò ôò ó ôE ô ó ñ õ ý ÷
ý ø(z
ù ý ö ò ñ ù ò þ Túô
ö ô ô §
ñ¥û
ý ÷ ô
û
õ ù ÷ ý þ ù ý õ ù õ ù ò ÷ ôPý ø
ò ó ô`õ ö ò ô ÷ ø ñ ù ô+ õ ý ü ô 6 ý úô ô ÷ úô¥úñ ö ò¥ñÿ ô öô ÷ õ ù3 ô þ ù ÷ õ ò õ ý öPõ ö ô ô ö ô ö òý øTò ó ôñ ò ý ûFõ ùE ô ò ñ õ ü þý øñ
þ ô ù õ { ù
õ ö ò ô ÷ ø ñ ù ô §) ôFò ó ô ÷ ô ø ý ÷ ôFù ý ö þ õ ô ÷ñ0z¯
ò ô ÷ û
õ ö ñ ò õ ö ÿPñ òñ
ü ñ ö ñ ÷û
ô ò ñ üTù ý ö ò ñ ù ò ûFý ô ü õ ö ÿò ó ô õ ý ü ôE 6
ñFù ó ñ ÷ ÿ ô
(a)
(b)
%
® ¡¸ Ÿ ¤ œ ­ Ÿ0® ¹Ÿ ¡ ¥  œ ® ¦P°8›ž ¥ ¢¥   Ÿ ¡ ¯¢® ¯ œ ¯ ž Ÿ0­ § ¡ µ
¡ Ÿ ¦ ¥ ¯¥3· § ¦ ­  œ ® ¦+® ·(¤ ® £  ¥ ¶ Ÿ «/.+Ÿ­ ¥ £ ­ § £ ¥  Ÿ ž œ ¯· ® ¡¥ ¦
œ ¦ º¦ œ  Ÿ £ ¨*£ ® ¦ ¶ § ´PŸ3à  ¡ Ÿ ¥  Ÿ ¸¥ ¯œ ¦!0 1 ¼ 2 É °§ ¯ œ ¦ ¶3¥ ¹ ¹ ¡ ® Ö œ µ
¢¥  œ ® ¦ ¯ ž ¥ ¥ ¡ Ÿ¥ ­ ­ § ¡ ¥  Ÿœ ¦ ž Ÿ£ ® ›(µ ­ § ¡ ¡ Ÿ ¦ E¡ Ÿ ¶ œ ¢Ÿ «Á
· ® ¡ ›¥ ¡ ¸® ¡¡ Ÿ ¤ Ÿ ¡ ¯ Ÿ´ œ ¥ )¯ 3έ ® ¡ ¡ Ÿ ¯ ¹® ¦ ¸ ¯( ®¡ ¥ œ ¯ œ ¦ ¶® ¡£ ® ›(µ
Ÿ ¡ œ ¦ ¶ ž Ÿ Ÿ ¡ ¢œ8£ Ÿ ¤ Ÿ £® ·8 žŸ±E²m›œ  ž3¡ Ÿ ¯ ¹Ÿ ­  ® ž ¥ ® ·
 ž Ÿ¢Ÿ  ¥ £ ´ ¨¥ ¦¥ ¢® §¦ $ 4 3«²(ž Ÿ® ­ ­ §¹ ¥  œ ® ¦® · 5 ¬ 6 ݜ ¦
à'7«PÃ Ô É8œ ¯8¸Ÿ  Ÿ ¡ ¢œ ¦ Ÿ ¸´ ¨ ž Ÿ¢Ÿ  ¥ £ Ÿ ¡ ¢œ£ Ÿ ¤ Ÿ £ «Ã ²(ž Ÿ ¡ Ÿ(œ ¯
¥­ ¡ ® ¯ ¯ ® ¤ Ÿ ¡(¡ Ÿ ¶ œ ® ¦0œ ¦ ž Ÿ±²„›ž Ÿ ¡ Ÿ ž Ÿ£ ® ­ ¥ £k Ÿ ¡ ¢œP£ Ÿ ¤ Ÿ £
œ ¯§ ¦ ¸ Ÿ º ¦ Ÿ ¸ - ´ § 8 ž Ÿ(­ ž ¥ ¡ ¶ Ÿ(¸ Ÿ ¦ ¯ œ  ¨œ ¦ ž œ ¯¡ Ÿ ¶ œ ® ¦œ ¯¦ Ÿ ¶ µ
£ œ ¶ œ ´ £ Ÿ ° ¯ ®E ž Ÿ¹ ¡ Ÿ ­ œ ¯ Ÿ( ¡ Ÿ ¥  ¢Ÿ ¦ (® · ž Ÿ(­ ¡ ® ¯ ¯ ® ¤ Ÿ ¡¸ ® Ÿ ¯¦ ® 
¥ ½Ÿ ­ ( ž ŸE¡ Ÿ ¯ § £  ¯ « É
²(ž Ÿ(­ § ¡ ¡ Ÿ ¦ œ ¯8¶ œ ¤ Ÿ ¦´ ¨ ž Ÿ 8k¥ ¦ ¸ ¥ § Ÿ ¡ µ 9§ :   œ Þ Ÿ ¡8· ® ¡ ¢§ £ ¥
· ® ¡(¥® ¦ Ÿ µ ¸ œ ¢Ÿ ¦ ¯ œ ® ¦¥ £k¯ ¨ ¯  Ÿ ;
¢ 01 Ó 2 <
A
?
@
= Ã 3É Ì Ó > 4
à © B 3É 0 Cà © Ð 4 3É Ð Cà ©É 2 D © E à F É
@
ÀŸ ¡ Ÿ à © B 3ɜ ¯ ž Ÿ ¡ ¥ ¦ ¯ ¢œ ¯ ¯ œ ® ¦3¹ ¡ ® ´ ¥ ´ œ £ œ  ¨3¥ ­ ¡ ® ¯ ¯ ž Ÿ
³ § ¦ ­  œ ® ¦3¥ ´ œ ¥ ¯ 3 · ® ¡EŸ £ Ÿ ­  ¡ ® ¦ ¯E® ·Ÿ ¦ Ÿ ¡ ¶ ¨©°P¥ ¦ /
¸ CÃ ©É
œ ¯8 ž Ÿ Ÿ ¡ ¢œ· §¦ ­  œ ® ¦· ® ¡8 ž Ÿ¢Ÿ  ¥ £ « G¦ £ ¨ ž Ÿ£ ® ›(Ÿ ¯ ­ ® ¦ µ
¸ § ­  œ ® ¦0´ ¥ ¦ ¸0® ·k ž ŸE±E²„­ ® ¦  ¡ œ ´§  Ÿ ¯(ž Ÿ ¡ Ÿ ° ¶ œ ¤ œ ¦ ¶¼­ ž ¥ ¦ µ
¦ Ÿ £ ¯ «0²(ž Ÿ ¡ ¥ ¦ ¯ ¢œ ¯ ¯ œ ® ¦+¹ ¡ ® ´ ¥ ´ œ £ œ  ¨3¥ ­ ¡ ® ¯ ¯E ž Ÿ´ ¥ ¡ ¡ œ Ÿ ¡œ ¯
­ ¥ £ ­ § £ ¥  Ÿ ¸0§ ¯ œ ¦ ¶ ž HŸ .I)9„¥ ¹ ¹ ¡ ® Ö œ ¢¥  œ ® ¦P«
. œ  ž œ ¦ ž Ÿ ¯ ŸE¥ ¹ ¹ ¡ ® Ö œ ¢¥  œ ® ¦ ¯ ° ¥±²„­ ® ¦  ¥ ­  ®¥ž œ ¶ ž µ
›(® ¡ Þ · § ¦ ­  œ ® ¦0¢Ÿ  ¥ £Ã œ ¶ « , ¥ ɜ ¯Û Ø JHKL Ù Ü Ù L MN × O ÚÙ Û Ü Ù PE´ ¨
Ÿ ¡ ¢œ µ £ Ÿ ¤ Ÿ £8¹ œ ¦ ¦ œ ¦ ¶ «ßŸ ¶ ¥ ¡ ¸ £ Ÿ ¯ ¯® ·8 ž Ÿ¤ ¥ £ § Ÿ® ·¾¿ °P ž Ÿ
Ÿ ¦  œ ¡ Ÿ ¬ µ Õ ­ § ¡ ¤ Ÿœ ¯E ž ¥ Ÿ Ö ¹PŸ ­  Ÿ ¸3· ¡ ® ¢ ¯  ¥ ¦ ¸ ¥ ¡ ¸3¢® ¸ Ÿ £ ¯
0 1 2´ ¥ ¯ Ÿ ¸0® ¦ ž Ÿ N × KQ × ×Ù PE´¥ ¡ ¡ œ Ÿ ¡(ž Ÿ œ ¶ ž  «
²(ž Ÿ*­ ¥ ¯ Ÿ® ·¥„£ ® ›(µ ›(® ¡ Þ · § ¦ ­  œ ® ¦'¢Ÿ  ¥ £œ ¯3¯ ® ¢Ÿ ›ž ¥ 
¢® ¡ Ÿ+­ ® ¢¹ £ Ÿ ÖP« ® ¡0­ £ ¥ ¡ œ  ¨„›(Ÿ+´Ÿ ¶ œ ¦„›œ  ž„ ž Ÿ+´Ÿ ž ¥ ¤ µ
œ ® ¡0¥ £ ® ›  Ÿ ¢¹Ÿ ¡ ¥  § ¡ Ÿ °Eœ « Ÿ « ž Ÿ3£ ® ›(µ  Ÿ ¢¹PŸ ¡ ¥  § ¡ Ÿ3£ œ ¢œ 
® ·('à 7«(à F É «„à .+Ÿ0¸ ®¦ ® ­ ® ¦ ¯ œ ¸ Ÿ ¡­ ® ¡ ¡ Ÿ £ ¥  Ÿ ¸ µ Ÿ £ Ÿ ­  ¡ ® ¦Ÿ · µ
@· Ÿ ­  ¯8 ž ¥ (¥ ¡ œ ¯ Ÿ(¤ Ÿ ¡ ¨¦ Ÿ ¥ ¡Ò I« É8²(ž Ÿ( § ¦ ¦ Ÿ £ œ ¦ ¶¹ ¡ ® ´ ¥ ´ œ £ œ  ¨
 ž ¡ ® §¶ ž žŸE£ ® ­ ¥ £Pœ ¦  Ÿ ¡ · ¥ ­ Ÿ´ ¥ ¡ ¡ œ Ÿ ¡(œ ¯(¯ ž® ›¦0œ ¦0 œ ¶ «Ó ¥
¤ Ÿ ¡ ¯ § ¯¤ ® £  ¥ ¶ R
Ÿ 3« ® ¡¥¸ ® ¹Ÿ@ ¸+±E²°k ž Ÿ­ § ¡ ¡ Ÿ ¦ œ ¯›(Ÿ £ £
¥ ¹ ¹ ¡ ® Ö œ ¢¥  Ÿ ¸„´ ¨ = à 3É Ì = ¿ à 3É °(›ž Ÿ ¡ Ÿ ž Ÿ­ ® ¦ ¯  ¥ ¦ 
= ¿0¸ Ÿ ¹Ÿ ¦ ¸ ¯® ¦ ž Ÿ0¸ ® ¹ œ ¦ ¶3¥ ¦ ¸*¡ Ÿ S Ÿ ­  ¯ ž Ÿ0­ ¥ ¡ ¡ œ Ÿ ¡¸ Ÿ ¦ µ
¯ œ  ¨ «Ã ® ¡8¥ ¦§ ¦ ¸ ® ¹Ÿ ¸ § ´Ÿ(›œ  ž® ž ¢œ ­(´ ¥ ­ Þ µ ­ ® ¦  ¥ ­  °  ž Ÿ
­ ¥ ¡ ¡ œ Ÿ ¡E¸ Ÿ ¦ ¯ œ  ¨3œ ¦ ­ ¡ Ÿ ¥ ¯ Ÿ ¯E›œ  ž¤ ® £  ¥ ¶ Ÿ¯ ® = ¿ œ ¯¦ ®0£ ® ¦ ¶ Ÿ ¡
¥3­ ® ¦ ¯  ¥ ¦  « !
É .+Ÿœ ¦ ­ £ § ¸ Ÿ¡ Ÿ ¯ § £  ¯· ® ¡ ž ¡ Ÿ Ÿ¸ œ ½Ÿ ¡ Ÿ ¦ ¤ ¥ £ µ
§ Ÿ ¯® "· T °  ®œ £ £ § ¯  ¡ ¥  ŸE ž ŸE¸ Ÿ ¹Ÿ ¦ ¸ Ÿ ¦ ­ Ÿ® ¦ ž œ ¯¹ ¥ ¡ ¥ ¢Ÿ  Ÿ ¡ «
Ý œ ¦­ Ÿ( ž Ÿœ ¦  Ÿ ¡ Ÿ ¯  œ ¦ ¶¡ Ÿ ¶ œ ¢Ÿœ ¯8 ž ¥ ® ·P¯  ¡ ® ¦ ¶¹ œ ¦ ¦ œ ¦¶ ° · ® ¡
Ÿ ¥ ­ ž0¤ ¥ £ § Ÿ® · T›(Ÿ­ ž ® ® ¯ ŸE ž Ÿ¹ œ ¦ ¦ œ ¦ ¶¯  ¡ Ÿ ¦ ¶  ž¾¿£ ¥ ¡ ¶ Ÿ
Ÿ ¦ ® § ¶ ž3 ž ¥  ž Ÿ ® ¹+® ·8 ž Ÿ´ ¥ ¡ ¡ œ Ÿ ¡œ ¯›œ  ž œ ¦+Ò « Ò 1Ÿ Ճ® ·
œ  ¯(¥ ¯ ¨ ¢¹  ®  œ ­Ã ¾H¿ UWV*ɹ® ¯ œ  œ ® ¦P«
® ¡E´ œ ¥ ¯ Ÿ ¯£ Ÿ ¯ ¯E ž ¥ ¦ ž R
Ÿ N × KQ × ×Ù P´ ¥ ¡ ¡ œ Ÿ ¡ °k ž Ÿ ¡ Ÿœ ¯E¦ ®
­ § ¡ ¡ Ÿ ¦  «Äà ²(ž Ÿ+¸ Ÿ ¹ £ Ÿ  œ ® ¦ ¡ Ÿ ¶ œ ® ¦mœ ¯0 ® ®*›œ ¸ Ÿ3 ®* § ¦ ¦ Ÿ £
 ž ¡ ® § ¶ ž3Ÿ Ö ­ Ÿ ¹ ¥ Ÿ Ö  ¡ Ÿ ¢Ÿ £ ¨3ž œ ¶ ž+¸ ® ¹ œ ¦ ¶ « ÉÁ¯E ž Ÿ´ œ ¥ ¯
œ ¦ ­ ¡ Ÿ ¥ ¯ Ÿ ¯E¥ ´® ¤ Ÿ ž Ÿ§ ¦ ¹ œ ¦ ¦ Ÿ ¸3´ ¥ ¡ ¡ œ Ÿ ¡Ež Ÿ œ ¶ ž Ã Ò « 1 ԟ ÕΜ ¦
® § ¡Ÿ Ö ¥ ¢¹ £ Ÿ É °Ÿ £ Ÿ ­  ¡ ® ¦ ¯­ ¥ ¦ § ¦ ¦Ÿ £8· ¡ ® ¢  ž Ÿ±²' ® ž Ÿ
¢Ÿ  ¥ £ ž ® § ¶ ž„ žŸ3£ ® ­ ¥ £ œ X Ÿ ¸ ´ ¥ ¡ ¡ œ Ÿ ¡ « ÀŸ ¦­ Ÿ3 ž Ÿ3¸ Ÿ ¤ œ ­ Ÿ
 § ¡ ¦ ¯® ¦+¥  ž Y
Ÿ N × KQ × ×PÙ P´ ¥ ¡ ¡ œ Ÿ ¡ž Ÿ œ ¶ ž  °8œ ¦ ¯  Ÿ ¥ ¸® · ž Ÿ
¹ œ ¦¦ Ÿ ¸´ ¥ ¡ ¡ œ Ÿ ¡ž Ÿ œ ¶ ž ¥ ¯œ ¦¥3¹ £ ¥ ¦ ¥ ¡³ § ¦ ­  œ ® ¦P«*Ý £ œ ¶ ž  £ ¨
¥ ´® ¤ Ÿ ž œ ¯ ž ¡ Ÿ ¯ ž ® £ ¸P°( ž Ÿ›œ ¸  ž„® ·E žŸ£ ® ­ ¥ £´¥ ¡ ¡ œ Ÿ ¡œ ¯
¡ ® § ¶ ž £ ¨„¹ ¡ ® ¹® ¡  œ ® ¦ ¥ £( Z
® T ["\ °¯ ®+ ž Ÿ3¡ ¥  Ÿ¥ ›ž œ ­ ž ž Ÿ
­ § ¡ ¡ Ÿ ¦ œ ¦ ­ ¡ Ÿ ¥ ¯ Ÿ ¯›œ  ž+¤ ® £  ¥ ¶ Ÿœ ¯¯ Ÿ ¦ ¯ œ  œ ¤ Ÿ Y
® T «3Á¯E ž Ÿ
›œ  ž ž ŸE Ÿ ¡ ¢œP£ Ÿ ¤ Ÿ £P¥ ( ž ŸE¦ Ÿ §  ¡ ¥ £ œ  ¨0£ Ÿ ¤ Ÿ £P©ª«
¬ ¦+­ ® ¦  ¡ ¥ ¯  °8¥  ž Ÿ±E² ³ § ¦ ­  œ ® ¦+ ž œ ¯´ ¥ ¡ ¡ œ Ÿ ¡ µ £ ® ›(Ÿ ¡ œ ¦ ¶
´ ¨ ž Ÿœ ¦  Ÿ ¡ · ¥ ­ Ÿ¸œ ¹® £ Ÿœ ¯(­ ® ¦ º ¦ Ÿ ¸ ®¥¡ Ÿ ¶ œ ® ¦® ·k»m¼¦ ¢0«
²(ž Ÿ¢¥ ¶ ¦ œ  § ¸ Ÿ® ·8 ž ŸŸ ½Ÿ ­ œ ¦ ­ ¡ Ÿ ¥ ¯ Ÿ ¯›œ  ž+¾¿ °k¯ ž œ ·  œ ¦ ¶
 ž Ÿ´ ¥ ¦ ¸ ¯8 ® ›(¥ ¡ ¸ ž Ÿ¹ œ ¦ ¦Ÿ ¸¹® ¯ œ  œ ® ¦P«8À® ›(Ÿ ¤ Ÿ ¡ ° Ÿ ¤ Ÿ ¦· ® ¡
¤ Ÿ ¡ ¨¯  ¡ ® ¦ ¶¹ œ ¦ ¦ œ ¦ ¶ °  ž ŸŸ ½Ÿ ­ œ ¯® ¦ £ ¨£ ® ­ ¥ £ «Á(¸ œ ¯  ¥ ¦ ­ Ÿ ¯
 ¼¦ ¢Äà ´ § ÅÇÆÈ É· ¡ ® ¢$ ž Ÿ³ § ¦ ­  œ ® ¦+ ž Ÿ ¡ Ÿ0œ ¯¯  œ £ £¥
´ ¥ ¡ ¡ œ Ÿ ¡ÊË ¿0ÌÎÍkÏmÐÍÑ Ã Ò « Ó ÔŸ Ճœ ¦3® § ¡Ÿ Ö ¥ ¢¹ £ Ÿ É(›ž œ ­ ž
 ž ŸEŸ £ Ÿ ­  ¡ ® ¦¢§ ¯ ¯ § ¡ ¢® § ¦  «
²ž § ¯· ® ¡ ž Ÿ±²E° Ÿ ¡ ¢œ µ £ Ÿ ¤ Ÿ £k¹ œ ¦ ¦ œ ¦ ¶ž ¥ ¯×Ø0Ù ÚÙ Û Ük® ¦
 ž ŸEÝ ­ ž ®   Þ ¨´ ¥ ¡ ¡ œ Ÿ ¡8ž Ÿ œ ¶ ž œ ¦ žœ ¯8­ ¥ ¯ Ÿ «8ß(¥  ž Ÿ ¡ °  ž Ÿ(´ ¥ ¡ µ
¡ œ Ÿ ¡Ež Ÿ œ ¶ ž Eœ ¯­ ® ¦  ¡ ® £ £ Ÿ ¸´ ¨0 ž Ÿ¢Ÿ  ¥ £k›® ¡ Þ · § ¦ ­  œ ® ¦P° ³ § ¯ 
¥ ¯œ ·P ž Ÿ ¡ Ÿ›(Ÿ ¡ ŸE¦ ®¹ œ ¦ ¦ œ ¦ ¶¥ ¦ ¸0¦ ®œ ¦  Ÿ ¡ · ¥ ­ ŸE¸ œ ¹P® £ Ÿ «8²(ž œ ¯
® ¹Ÿ ¦ ¯( ž Ÿ¹® ¯ ¯ œ ´œ £ œ  ¨0® ·­ ® ¦  ¡ ® £ £ œ ¦ ¶ ž Ÿ´ ¥ ¡ ¡ œ Ÿ ¡(ž Ÿ œ ¶ ž ´ ¨
 ž Ÿ­ ž ® œ ­ Ÿ® ·(¢Ÿ  ¥ £ «3ठŸ ¦+· ® ¡¥¶ œ ¤ Ÿ ¦¢Ÿ  ¥ £ °8¥ ¦¥  ® ¢µ
œ ­ ¥ £ £ ¨3 ž Fig.
œ ¦+¯ § 3:¡ · ¥ Leonard
­ Ÿ­ ® ¥  œ ¦ ¶0and
­ ¥ ¦+Tersoff,
¯ § ´ ¯  ¥ ¦  œ ¥ PRL
£ £ ¨+­ ž ¥ ¦ ¶ Ÿ ž Ÿ
¢Ÿ  ¥ £›(® ¡ Þ · § ¦ ­  œ ® ¦0¥ ¦ ¸0¯ ®¯ ž œ · ( ž Ÿ¤ ® £  ¥ ¶ Ÿ ž ¡ Ÿ ¯ ž ® £ ¸0® ·
 ž ŸE¸Ÿ ¤ œ ­ Ÿ «
0.5
EC EF (eV)
(a)
á
0.4
0.5
0.4
0.3
0.3
0
0.2
2
4
6
8
10
2
4
6
8
10
0.4
EC EF (eV)
(b)
á
0.3
0.3
0.2
0.1
0
0.2
0.1
0
2
4
6
8
10
âPã äå æ åçè é Distance
ê ëé è ì í î é ï from
ð è ì ñ ò ê junction
ì íó í ô óõ è (nm)
ö÷8ø*ê ùð ìâPð ô åú òû
ð ì ï ó ö õ ê é ó åEÿó ö ó ûì þ
û
üì óè ö þEù î ð ì ù(ê í ë ð ù ï ð êì ìì éó óEíýò ê õ öö öè ð þÎ
ó ö å æó å ê 8ÿ8ð ô ñ 8è ö õ î ì é ï ð è ì
þEó ï ê ë å ó Eå ò çè 8ñ è ö õ î ì é ï ð è ìþEó ï ê ë å ú ó Eå è ï ï ó íû í ê ù ñ í è ï ï ó íû í ê ù ó íû ê ì íù è ë ð íë ð ì ó ù8ê ö ó(õ è ö
! û å ú "û å ú ûPê ì í3úù ï ê ï ó # ê ï è þñ ó $ ûPö ó ù ó é ï ð ü ó ë % åã ì ñ
ù ó ï ùù è ë ê ì ê 'ö & î ì é ï ð è ì0õ è öù ê þEó ê ö ê þEó ï ó ö ù ê ì í0ê ï è þEð é
í ó ì ù ð ï %)(0ú * *(é þ + å
® ¡8¥E£ ® ›(µ ›(® ¡ Þ · § ¦ ­  œ ® ¦¢Ÿ  ¥ £ ›(Ÿ(ž ¥ ¤ Ÿ¥E¯ ® ¢Ÿ ›ž ¥ ¸ œ · µ
· Ÿ ¡ Ÿ ¦ ¯ œ  § ¥  œ ® ¦P°k¯ ž ® ›¦+œ ¦3 œ ¶ «, ´P«²(ž Ÿœ ¦  Ÿ ¡ · ¥ ­ Ÿ¸ œ ¹® £ Ÿ
¡ ¥ œ ¯ Ÿ ¯ ž Ÿ´ ¥ ¦ ¸ ¯ °­ ¡ Ÿ ¥  œ ¦ ¶¥ ¦Ÿ Ö  ¡ ¥´ ¥ ¡ ¡ œ Ÿ ¡E· ® ¡Ÿ £ Ÿ ­  ¡ ® ¦ ¯ ´ § ¥ ¶ ¥ œ ¦P°8· ® ¡±²(¯ ž ŸŸ ½PŸ ­ œ ¯­ ® ¦ º¦ Ÿ ¸3 ®¥¡ Ÿ ¶ œ ® ¦»
¼*¦ ¢0« ࣠Ÿ ­  ¡ ® ¦ ¯3­ ¥ ¦m § ¦ ¦ Ÿ £E ž ¡ ® § ¶ žm ž œ ¯´ ¥ ¡ ¡ œ Ÿ ¡ °¯ ®
œ +¸ Ÿ ­ ¡ Ÿ ¥ ¯ Ÿ ¯ ž Ÿ*­ § ¡ ¡ Ÿ ¦ +´ § +¸ ® Ÿ ¯3¦ ® +¥ ½Ÿ ­ 3 ž Ÿ£ ® ›(µ
 Ÿ ¢¹Ÿ ¡ ¥  § ¡ ŸE ž ¡ Ÿ ¯ ž ® £ ¸¤ ® £  ¥ ¶ Ÿ «
,
”)p g"„ p a _ d ` a ` d ] cf ^ e f _ ph d ^ e hh j ^ p _ la _ h ^Ha q q _ z†Hj c e)` j c
tc ` a _"d hHa†Hd g cg a ` j c g` j a eYq _ a e a g ia _ ` j ^ p b js` j cYÌ d ta b c
f j a g b c Í$†Hd _ _ j a ] c'aHl d –c g c e `h q a ` d a _ l d h ` g d k p ` d ^ en$j d hb c r
^ tc ` g zj a hqg c ] d ^ p h _ zkc c ef ^ e h d l c g c lo ^ gmHnr mHnv‘ f j ^ ` r
` ’ zsl d ^ l c h)ˆ ‰ Î Š i k p `` j a `$a e a _ z h d hl d lse ^ `$d e f _ pl cHa e zsd e r
` c g o a f c)l d q^ _ cy qc g j a q h$kc f a p h cuw xÏuw }d es` j a `Hf a h c ~ 
Ð c ` c g ^ “ p e f ` d ^ e hvj a ] ca _ h ^kc c e™o a k g d f a ` c l™kc ` †$c c e
mHn$h'a e lh c td f ^ e l p f ` ^ g h'h p f ja h‘ d ‹ˆ  Š n$j c g c$d h'af _ ^ h c
a e a _ ^ b z‚kc ` †$c c e‚j c ` c g ^ “ p ef ` d ^ e ha e lv‘ f j^ ` ` ’ zZk a g g d c g h
ˆ Ñ Š ia e ls†$ca e ` d f d q a ` ch d td _ a gHkc j a ] d ^ g $Òa e lY_ d e c p q hHa `
q _ a e a gsj c ` c g ^ “ p e f ` d ^ e hsa g cYp h pa _ _ zf ^ e ` g ^ _ _ c lvk za _ d b e r
tc e `)^ o"` jce c p ` g a _ d ` zY_ c ] c _ h)^ o` j c` †^sh c td f ^ e l pf ` ^ g h Ó
k p `)o ^ gHmHnr h c td f ^ e l p f ` ^ g'“ pe f ` d ^ eh id `)h j ^ p _ lYkcq^ h h d r
k _ c` ^h j d o `H` j cc –c f ` d ] c^ –h c `)k zR` g c a ` d e b` j ch p g o a f c^ o
` j c)q _ a e a g$h c td f ^ e l p f ` ^ g` ^a _ ` c g` j cc _ c f ` g ^ eRa Ôe d ` z 
 Õ'a f ’ e ^ †H_ c l b c h•h p q q^ g `;o g ^ tÖ` j cWm)‘ ƒ'×$‹Ø^ o
‹a e a la 
] ^ _ ` a b cd e f g c a h c h i ` j c$k a e l h^ e` j c$mHnZh d l c^ o ` j c$k a g g d c g
g d h c i a e l` jc)_ ^ f a _k a g g d c g$l p cH` ^q d e e d e bl c f g c a h c h i ] a e r
d h j d ebYa `` j cse ^ td e a _$q d e e c l/` jg c h j ^ _ lvu w xvy ^ gh _ d b j ` _ z
kc o ^ g c i l p c)` ^d e f ^ tq _ c ` c)q d e e d e ba `H{ e d ` c)|} ~ 
€ `${ e d ` c$` c tqc g a ` p g c i ` j c g cHd hf p g g c e `$a `a e zse ^ e r  c g ^
] ^ _ ` a b ckc f a p h c^ o'` j c g td ^ e d fc td h h d ^ en$j d h)d h)a _ g c a l z
d e f _ p l c l‚f ^ g g c f ` _ z/d e/ƒ„ y … ~ i"†Hd ` j d e/` j cp h p a _'a q q g ^ ‡ d r
ta ` d ^ e hˆ ‰ Š ‹a _ f p _ a ` c lRŒ r f p g ] c h$a `Hg ^ ^ tŽ` c tqc g a ` p g c
a g ch j ^ †HeYd eYd b  kn$j c h ca g c„ p a _ d ` a ` d ] c _ zYh d td _ a g$` ^
` j c$p h p a _ g c f ` d o z d e b)Œ r f p g ] c h'^ oq _ a e a g‘ f j ^ ` ` ’ zl d ^ l c h i
†Hd ` jaHh j a g q)` p g e r ^ ep e l c go ^ g †$a g lk d a h"a e laHh ta _ _ _ c a ’ r
a b c)f p g g c e `Hp e l c g$g c ] c g h ck d a h 
 ^ gHf ^ tq a g d h ^ eR†$ch j^ †l ^ ` ` c lYf p g ] c hHd e f _ p l d e bs^ e _ z
` j c g td ^ e d fsc td h h d ^ e‚^ ] c gk a g g d c g huw xYa e lvuw } i'a ho ^ ga
q d e e c lY^ g$p e qd e e c lRq _ a e a g'“ p e f ` d ^ e$n$j cg c a _"Œ r f p g ] c
o a _ _ hkc ` †$c c eZ` j c h cs` †$^/_ d td ` h ikp `d hf _ ^ h c g` ^Y` j cYkc r
j a ] d ^ g^ o)a ep e q d e e c lvq _ a e a gf ^ e ` a f ` !”$] c gsa/_ d td ` c l
g a e b cs^ o] ^ _ ` a b c i"` j csŒ r •f p g ] csf a e‚kc{ ` ` c lZk zZf _ a h h d f
` j c g td ^ e d fFig.
c td h h 4:d ^ eYLeonard
^ ] c gHa eYc and
–c f ` d Tersoff
] ck a g g d c gH^ od e ` c g tc r
l d a ` c)] a _ p c)—  ˜ ‰c ™y td l l _ c)l ^ ` ` c lR_ d e c ~ 
ÙÀ Ú
ÙÃ Ú
µ HÛR µ Ü ¥ ²sÝ"Þ ß à á â àZã äYà å æ)á â ã ç è é â ê ã ëZè å ì á â å à/Ÿ íZ§ ¦ ¥ ® ¾
› ¤ ­ ¥ ª ° ¶ § ¥ ¤ ¶ ¥ ² ´¥ »Zî"« ª ¸ ² À Ä ï À ¡ 
µ  𠝢 ¤ °å ê$ñ ò ó ²´ ­ £ ª ¥)ô õ ö²ž ÷ žRŸ À Ä Ä ÷ ¡ øÉH Ûs ª ­ ¥ ¦å ê
ñ ò ó ² ½© © ¦  ù · ® °  ú¥ ­ ­  û ô² à ž ž ÷HŸ À Ä Ä ï ¡ ø ½H ü ¶ · ­ « ¦ ¹å êñ ò ó ²
½© © ¦ ù · ® ° ú¥ ­ ­ "û ô²Ã ÷ žRŸ À Ä Ä ï ¡ ø"ÊHýHþ« ¬ ¹ ¥ ¤‚å ê$ñ ò ó ²
ù · ® °  É¥ ¯  ú¥ ­ ­  õÿ ² ÷ À)Ÿ À Ä Ä ï ¡ 
Ù º Úî) $£ ¥ ¤ ¹ µ  Ê ­ ­ ² ù · ® °  É¥ ¯  ú¥ ­ ­  õ ô² ž ï ž žŸ À Ä Ä Ä ¡ 
Ù ž Úî) · ¤ ¨å ê'ñ ò ó ² µ ¶ § ¥ ¤ ¶ ¥ õ ²À ÷ À ğ À Ä Ä Ä ¡ 
Ù Á Ú'ÛR µ ¶ · ¦ £ ­ ¥ ª ²¢ · § ¤ µ « ¦ § ¹sš§ ¦ ¼)° ô²ºRŸ À Ä ï à ¡ øù"ª « ¶ À à ­ ·
½¤ ¤ £ ¦þ"« ¤ ³  « ¤)­ · ¥ù · ® ° § ¶ ° ¤ ¹þ · ¥ ¼)§ ° ­ ª ®« ³ µ ¥ ¼)§ ¶ « ¤ ¾
¹ £ ¶ ­ « ª› ¤ ­ ¥ ª ³ ¶ ¥ ° ² ¥ ¹ É$ µ  ü' £ ¥ ª Ù § ¤Hð  Â" ¶  µ ¶ §  ¢¥ ¶ · ¤ « ¦ 
ü‚ô© © À À Á ÷ ¾ À à à ºŸ À Ä ï Á ¡ Ú 
Ù ÚÂ) ý¥ § ¤ ¥ ² ù · ® °  É'¥ ¯  ½‚ÿ ô õ² À ï ÄHŸ À Ä Á ¡ ø µ  œH ú« £ § ¥" ¤ ¹
ÛR ú" þ« · ¥ ¤² ù · ® °  É¥ ¯  üÿ ô² à ž ÀŸ À Ä ÷ ¡ øþ ¢¥ ¥ ¹ « ª
å êñ ò ó ² ð  ù · ® °  þvÿ ² à À ºŸ À Ä ÷ ÷ ¡ 
Ù ÷ Ú'ð  ¢¥ ª ° « ² ù · ® °  É'¥ ¯  ú¥ ­ ­  ² ž ÁŸ À Ä ï ž ¡ 
Ù ï Ú'𠝢¥ ª ° « ²þ · © ­ ¥ ªÀ« ³ Hå ê å ë ã é ç â ê á ã ç ñ ç è $á à â ã ç ê á ç é á ê á å à Ý"Þ ß à á â àñ ç è $å ì á â å ò á â ñ ê á ã ç à '¥ ¹ § ­ ¥ ¹R¬ ®YœH
Û ª ¨ ª § ­ « ¤ ¹ «) ¤ ¹š þ" © ° ° « ² ´« ª ­ · ¾ ý« ¦ ¦ ¤ ¹sŸ À Ä ï ÷ ¡ 
Ù Ä Ú'ð  ¢¥ ª ° « ² ù · ® °  É'¥ ¯  ü‚ô ² Ä ïŸ À Ä ï Á ¡ 
Ù À ¿ Ú'ÛR'þ" ª ¹ « ¤ R ¤ ¹/´H 'þ · ª § ° ­ ¥ ¤ ° ¥ ¤ ²ù · ® ° É'¥ ¯ "ü!ô ²
À ï ß À Ä ï ÷ ¡ ø í ½H ý ª ª § ° « ¤ ¤ ¹ð  ¢¥ ª ° « ² ð  Â ¶  µ ¶ § 
¢¥ ¶ · ¤ « ¦  ü ² À ¿ ïŸ À Ä ï ¡ 
Ù À À Ú'ú" þ · § ¶ «å ê'ñ ò ó ² ù · ® °  É¥ ¯  ú¥ ­ ­  û ö² Ä ÷ À)Ÿ À Ä Ä ¡ 
Ù À à Ú'š'ú ¥ « ¤ ª ¹‚ ¤ ¹‚𠝢¥ ª ° « ²ù · ® ° É'¥ ¯ú¥ ­ ­ 'õ ô²Á À ÷ ž
ŸÀÄ ÄÄ ¡
Ù À º Ú'ð  íZ§ ¦ ¹ « ¥ ªå ê"ñ ò ó ² ´' ­ £ ª ¥'ô ÿ ² Á ğ À Ä Ä ï ¡ ø ¢$ í ¹ « ¼Žå ê
ñ ò ó ² ´ ­ £ ª ¥$ô ÿ ² ß À Ä Ä ï ¡ 
Ù À ž Ú µ )Ê ­ ­ ² ò å â ê ë ã ç á â‚ê ë ñ ç à ã ë êsá ç!æ)å à ã à â ã á â/à ß à ê å æ$à
Ÿ þ ¼H¬ ª § ¹ ¨ ¥ !¤ § ¯ ¥ ª ° § ­ ®ù"ª ¥ ° ° ² þ ¼H¬ ª § ¹ ¨ ¥ ² À Ä Ä Á ¡ 
Ù À Á Ú'½H ½H ¹ § ¤ ­ ° « ¯ ² © ª ¥ © ª § ¤ ­$Ÿ ¶ « ¤ ¹ ¾ ¼) ­ " Ä Ä À ¿ À º ÷$¯ à ¡ 
1.0
Probability
0.8
(a)
0.6
0.4
0.2
0.0
0.1
0.2
0.3
Current (µA)
0.10 (b)
0.08
0.06
0.04
0.02
0.00
0.0
0.1
0.2
š› œH ž $Ÿ ¡¢£ ¤ ¤ ¥ ¦ § ¤ ¨$Voltage
© ª « ¬ ¬ § ¦ § ­ ®H(V)
¯ ¥ ª ° £ °¯ « ¦ ­ ¨ ¥±)² ³ « ª"´'¢
µ ¶ · « ­ ­ ¸ ®¹ § « ¹ ¥$ °'§ ¤š§ ¨  º ¬ ­¦ « »Z­ ¥ ¼)© ¥ ª ­ £ ª ¥ ½ª ª « »°'§ ¤ ¾
¹ § ¶ ­ ¥£ ¤ © § ¤ ¤ ¥ ¹Ÿ ¿  À ÁHÂ$¡ ¤ ¹© § ¤ ¤ ¥ ¹sŸ ¿  à Ä$ÂH¡"¬ ª ª § ¥ ª °  µ « ¦ § ¹
¶ £ ª ¯ ¥§ °Å)ÆZÃ)¤ ¼Ç È ² ¹ ° · ¥ ¹¦ § ¤ ¥§ °Å)ÆÀ$¤ ¼Ç È ² ¹ ° · ¾ ¹ « ­ ­ ¥ ¹
¦ § ¤ ¥$§ °'ÅÆvž)¤ ¼ Ç È Ÿ ¬ ¡'É'« « ¼!­ ¥ ¼)© ¥ ª ­ £ ª ¥H› ¾  ¶ £ ª ¯ ¥  µ « ¦ § ¹²
¹ ° · ¥ ¹s ¤ ¹s¹ ° · ¾ ¹ « ­ ­ ¥ ¹s¦ § ¤ ¥ °$ ª ¥H °§ ¤RŸ ¡ HÊ« ­ ­ ¥ ¹s¦ § ¤ ¥ °$ ª ¥
¶ £ ª ª ¥ ¤ ­"»'§ ­ · « £ ­"­ £ ¤ ¤ ¥ ¦ § ¤ ¨)Ÿ °"³ « ª"© ¦ ¤ ª ¶ « ¤ ­ ¶ ­ ° ¡ ² ³ « ª"¬ ª ª § ¥ ª
· ¥ § ¨ · ­ °'¿  À Á)¥ Â)² ¿  à À$¥  ¤ ¹¿  à Ä)¥ Ÿ ¦ ¥ ³ ­­ «)ª § ¨ · ­ ¡  µ ¥ ¥­ ¥ Ë ­
³ « ª'¹ ¥ ­ § ¦ ° 
