Модель одноэлектронного потенциала 3d-металлов Cu, Ni, Co, Cr и атомная структура наночастиц Co

• Автор: Козинкин, Юрий Александрович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 104 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1 Методика расчета Г-спектров поглощения многоатомных систем в формализме полного многократного рассеяния

1.1 Построение МТ потенциала

1.2 Метод полного многократного рассеяния в формализме функций Грина

1.3 Программный комплекс ХК1Х2

2 Особенности применения зонных методов для расчета рентгеновских спектров поглощения

2.1 Формализм теории функционала плотности

2.2 Учет обменно-корреляционного взаимодействия. Приближение локальной плотности и градиентное приближение

2.3 Учет спиновой поляризации

2.4 Выбор базиса в методе линеаризованных присоединенных плоских

волн
2.5 Выбор представления для плотности заряда и кристаллического
потенциала. Матрица Гамильтониана и интегралы перекрывания
3 Механизмы формирования тонкой околопороговой структуры К- спектров поглощения металлических Си, N1, Со (ГПУ и ГЦК фазы) и Сг
3.1 Исследование сходимости результатов расчета спектров Зй?-металлов
3.2 Исследование зависимости расчетных спектров от величины атомного потенциала
3.3 Анализ механизмов формирования особенностей в -спектрах поглощения изучаемых металлов

4 Расчеты тонкой околопороговой структуры АТ-спектров поглощения исследуемых металлов с помощью метода ЛППВ
4.1 Исследование сходимости модельных спектров изучаемых металлов в зависимости от размера -пространства
4.2 Изучение зависимости от числа базисных функций, учитываемых при расчете спектров
5 Изучение атомной структуры наночастиц Со
5.1 Исследование и анализ особенностей тонкой структуры спектров наночастиц и массивных образцов Со
5.2 Построение моделей атомной структуры и расчет -спектров поглощения наночастиц Со
Заключение
Список литературы
Список публикаций

ВВЕДЕНИЕ
Изучение металлических наночастиц, с их зачастую уникальными свойствами, является перспективной задачей физики конденсированного состояния. Особое место среди уникальных свойств наночастиц занимают магнитные и каталитические характеристики наночастиц, которые, как правило, отличаются от аналогичных параметров "объемных" материалов. Это обусловлено отличительными особенностями структуры наночастиц -увеличением доли поверхностных атомов, находящихся в иных условиях (координационное число, симметрия локального окружения и др.), нежели атомы внутри объемной фазы. С энергетической точки зрения уменьшение размеров частицы приводит к возрастанию роли поверхностной-энергии.
Большая доля поверхностных атомов, имеющих оборванные связи, обуславливает значительную химическую активность наночастиц. Поэтому, при взаимодействии поверхностных атомов. наночастиц металлов-с атомами окружающей матрицы наночастицы могут изменять свой-: состав-и строение. Последнее'означает, что при создании наноматериалов на основе наночастиц требуется стабилизация наночастиц в. какой-либо’ инертной среде, исключающей их агломерацию (слипание) и взаимодействие с окружающей средой. Для решения этой проблемы наночастицы стабилизируют в естественных пустотах полимерных матриц или в цеолитах [1]. Особый научный и практический интерес представляет изучение и определение атомной структуры и электронного строения наночастиц переходных металлов [2, 3], поскольку они имеют улучшенные магнитные и
каталитические характеристики; по сравнению с соответствующими массивными образцами [3-5]. Так интерес к изучению атомной структуры наночастиц, образованных атомами кобальта, обусловлен наличием ряда ценных физических свойств у массивных образцов кобальта, которые, во-

Таким образом, задав определенный базис, мы сразу можем рассчитать матричные элементы и интегралы перекрывания, а единственными вариационными параметрами задачи становятся коэффициенты разложения одноэлектронных орбиталей. Решая матричное уравнение (2.24) для каждой
К -точки в неприводимой части зоны Бриллюэна (ЗБ), мы получаем набор одноэлектронных энергий и коэффициентов разложения Су . Заметим, что мы можем получить идеально точное самосогласованное решение задачи только в случае, если разложение (2.23) точно воспроизводит одноэлектронную орбиталь. В противном случае мы получаем некое приближенное решение в том смысле, что оно соответствует минимуму полной энергии только для данного выбранного базиса. Таким образом, основным критерием для любых ОБТ-расчетов является качество базисного набора, и эффективность того или иного метода напрямую связана с эффективностью выбранного базисного набора.
В методе ЛППВ используется чрезвычайно эффективный набор базисных функций, который строится следующим образом. Элементарная ячейка кристалла разделяется на две области: неперекрывающиеся атомные сферы, центрированные на атомах (I), и межсфернуго область (II) (рис 2.1).
Рисунок 2.1 - Разбиение элементарной ячейки на атомные сферы (I) и межсферную область (II)