Расчет электронной структуры примесей 3d-элементов в алюминии и переходных металлах

• Автор: Постников, Андрей Викторович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Свердловск
• Количество страниц: 225 c. : ил

ГЛАВА I. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ЭЛЕКТРОННЫХ СОСТОЯНИЙ

ПРИМЕСЕЙ В МЕТАЛЛАХ

1*1. Виртуальное связанное состояние

1.2. Модель Андерсона

1.3. Взаимодействие пары примесей в металле

1.4. Учет орбитального вырождения в модели Андерсона

ГЛАВА 2. НЕЭМПИРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ РАСЧЕТА ЭЛЕКТРОННОЙ

СТРУКТУРЫ ПРИМЕСНЫХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ МЕТАЛЛОВ

2.1. Общий метод решения. Функционал локальной спиновой плотности

2.2. Метод функций Грина в формализме

рассеянных волн

2.3. Кластерный метод рассеянных волн
с к -зависящими граничными условиями
2.4. Кластер в электронном газе
ГЛАВА 3. КЛАСТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННОЙ СТРУКТУРЫ
МЕТАЛЛОВ
3.1. Построение потенциала кластера
3.2. Самосогласованна по зарядовой
конфигурации
3.3. Электронная структура алюминия
3.4. Переходные металлы: влияние размера
кластера
3.5. Переходные металлы: сравнение результатов
двух схем кластерного расчета
3.6. Бинарные сплавы: оценка зарядового
переноса

ГЛАВА 4. ЭЛЕКТРОННАЯ СТРУКТУРА ПРИМЕСНЫХ СИСТЕМ
БЕЗ УЧЕТА СПИНОВОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ
4.1. Электронная структура примесей
в алюминии
4.2. Критерий существования локальных магнитных моментов примесей в простых металлах
4.3. Примеси в благородных металлах
4.4. Примеси в переходных металлах
4.5. Локальная восприимчивость и критерий существования локальных магнитных моментов примесей в переходных металлах
ГЛАВА 5. ЭЛЕКТРОННАЯ СТРУКТУРА ВЗАИМОДЕЙСТВУЮЩИХ
ПРИМЕСЕЙ В МЕТАЛЛАХ
5.1. Влияние взаимодействия на локальную
плотность состояний
5.2. Критерий существования локальных магнитных моментов пары примесей
5.3. Вычисление межатомного обменного интеграла
пары примесей
ГЛАВА 6. СПИН-ПОЛЯРИЗОВАННЫЕ РАСЧЕТЫ ПРИМЕСНЫХ СИСТЕМ
6.1. Магнитные примеси в меди
6.2. Примеси Мп и Fe в Ti
6.3. Примесь железа в Ad и 5d-металлах
6.4. Примеси в Ферромагнетиках
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Для теоретического расчета величин, характеризующих механи -ческие, электрические и магнитные свойства сплавов, необходимо, в качестве отправной точки, корректное описание свойств электронной подсистемы. Для чистых металлов и интерметаллических соединений расчеты электронной структуры успешно выполняются на основе зонного подхода ; в последние десять лет было проведено особенно много расчетов такого типа, что объясняется как развитием эффективных расчетных схем (в первую очередь, линеаризованных методов в зон -ной теории [21, 112] ), так и появлением новых ЭВМ с повышенным быстродействием.
Иначе обстоит дело в области теоретического исследования электронной структуры неупорядоченных сплавов. Основная сложность состоит в отсутствии трансляционной инвариантности в таких системах.
Один из подходов к исследованию неупорядоченных сплавов за -мещения, интенсивно развивавшийся в течение последних десятилетий, связан с рассмотрением "эффективной среды": в качестве модели сплава используется трансляционно инвариантная решетка из псевдоатомов, характеристики которых получаются в результате усреднения по некоторому закону соответствующих характеристик реальных ком -понентов сплава. К этой группе относятся методы средней "Ь -мат -рицы, когерентного потенциала и родственные им [17]
Применительно ко многим бинарным и более сложным сплавам,теории "эффективной среды" оказались весьма полезными для объяснения тенденций в изменении ширины зон и общей структуры плотности со -стояний в широком интервале концентраций. Сравнительно недавно, однако, стало очевидным, что некоторые результаты, полученные в этом подходе (например, детальная структура плотности состояний),

После выбора конкретного вида потенциала 1Ухс(г’) задача сводится к решению одночастичных уравнений (2.3), которые дозволяют рассчитать зарядовую плотность (2.2). Из-за сложной пространственной зависимости потенциала решение уравнений (2.3) для твердых тел само по себе представляет значительные трудности. Весьма плодотворным оказывается использование формализма функций Грина, в рамках которого могут быть предложены различные способы решения одно -электронных уравнений. Краткий обзор некоторых таких способов дан ниже.
2.2. Метод функций Грина в формализме рассеянных волн
Известно, что физически интересные свойства кристалла можно рассчитать, зная его функцию Грина . Для плотности электронных состояний и зарядовой плотности имеются следующие простые выражения:
где - объем ячейки Вигнера - Зейтца, ё нумерует проекции спина. Зависимость функции Грина от потенциала в твердом теле описывается уравнением Лилманна - Швингера (см. [102] )
Решить уравнение (2.18) в общем виде очень трудно. Задача,однако,
(2.17)
(2.16)

свободных электронов:
(2.19)