Релятивистские эффекты в электронной и кристаллической структурах поверхностей и тонких пленок металлических систем

• Автор: Коротеев, Юрий Михайлович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 234 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Релятивистская теории функционала плотности

1.1. Релятивистская одноэлектронная теория

1.1.1. Уравнение Дирака для свободного электрона

1.1.2. Уравнение Дирака для электрона во внешнем электромагнитном поле

1.1.3. Низкоэнергетический предел

1.2. Обобщение теории Дирака на случай многоэлектронных систем: релятивистская теория функционала плотности

1.2.1. Релятивистский формализм

1.2.2. Магнетизм

1.2.3. Скалярное релятивистское приближение

1.2.4. Спин-орбитальное взаимодействие
Глава 2. Релятивистский метод линеаризованных присоединенных плоских волн
2.1. Присоединенные плоские волны
2.2. Концепция линеаризации
2.3. Концепция полнопотенциального метода
2.4. Релятивистский метод ЛППВ
2.5. Метод второй вариации
Глава 3. Поверхности тяжелых металлов
3.1. Поверхность РЬ(001)
3.2. Вицинальная поверхность Аи(111)
3.2.1. Спин-орбитальное взаимодействие на террасах

3.3. Поверхность (0001) лантана и лютеция
3.3.1. Детали расчета
3.3.2. Кристаллическая структура объема
3.3.3. Релаксация атомной структуры поверхности (0001)
3.3.4. Плотность электронных состояний
3.3.5. Дисперсионные кривые
3.4. Эффект Рашбы на металлических поверхностях
3.4.1. Происхождение спин-орбитального расщепления
3.4.2. Влияние электрического поля
3.5. Основные результаты и выводы
Глава 4. Поверхности висмута с низкими индексами
4.1. Объемный висмут
4.1.1. Атомная структура
4.1.2. Электронная структура
4.2. Индексация поверхностей висмута
4.2.1. Ромбоэдрическая структура
4.2.2. Гексагональная структура
4.2.3. Переход от ромбоэдрической к гексагональной индексации
4.2.4. Псевдокубическая структура
4.3. Детали и методика расчетов
4.4. Релаксация поверхностей висмута
4.4.1. Поверхность (111)
4.4.2. Поверхность (110)
4.4.3. Поверхность (100)
4.5. Электронная структура поверхностей висмута
4.5.1. Поверхность (111)

4.5.2. Поверхность (110)
4.5.3. Поверхность (100)
4.6. Основные результаты и выводы
Глава 5. Ультратонкие пленки висмута (110) и (111)..
5.1. Детали расчета
5.2. Атомная структура ультратонких пленок висмута
5.3. Пленки Bi(lll)
5.3.1. Релаксация атомной структуры
5.3.2. Электронные свойства
5.3.3. Контур Ферми
5.4. Пленки Bi(llO)
5.4.1. Релаксация атомной структуры
5.4.2. Электронные свойства
5.4.3. Контур Ферми
5.5. Аллотропия нано-пленок висмута
5.5.1. Гексагональная пленка Bi в структуре А
5.5.2. Псевдокубическая пленка Bi в структуре типа А
5.6. Сохранение латерального импульса баллистических электронов на границе металл-полупроводник
5.6.1. Граница раздела Bi/Si(lll)
5.7. Основные результаты и выводы
Глава 6. Сплав BiSb и его ультратонкие пленки
6.1. Детали расчета
6.2. Объемный кристалл
6.2.1. BiSb
6.2.2. BioSb

лировали альтернативный подход, в котором рассматривается гамильтониан
Н Нзуз
с?г[п(г)Н(г) - ш(г) • В(г)], (1-46)
где т(г) = дв^+(г)/?сгДг). Формализм, получающийся для этого гамильтониана полностью аналогичен нерелятивистскому формализму функционала спиновой плотности [36] и обеспечивает основу для описания внутренних магнитных эффектов в системах, в которых внешнее магнитное поле требуется только, чтобы нарушить вырождение основного состояния.
1.2.2. Магнетизм
Если в гамильтониане 1.32 отбросить поправки порядка 1/с2, мы получим гамильтониан Паули, позволяющий с успехом описывать системы со спин-поляризованным взаимодействием в рамках теории функционала спиновой плотности. Релятивистское обобщение этого формализма только, что описано вкратце.
1.2.3. Скалярное релятивистское приближение
Это приближение обеспечивает адекватное описание не зависящих от спина релятивистских эффектов при игнорировании епин-зависимыми. Скалярный релятивистский гамильтониан не содержит спиновых матриц, поэтому его симметрия не отличается от симметрии нерелятивистского случая. Этот факт значительно сокращает объемы вычислений. Наиболее хорошо это приближение работает при исследовании состояний замкнутых электронных оболочек.
1.2.4. Спин-орбитальное взаимодействие
Спин-орбитальное взаимодействие — релятивистский эффект, представляющий собой взаимодействие частиц, зависящее от величин и взаимной ори-