Исследование электронных и энергетических свойств поверхностных слоев и нарушений решетки твердого тела

• Автор: Гадияк, Григорий Васильевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 452 c. : ил

ГЛАВА I. Методы решения задач физики твердого тела

§1. Квантовые методы

1.1. Метод самосогласованного поля и его полуэмпири-ческие варианты

1.1.1. Метод Рутана

1.1.2. Расширенный метод Хюккеля (РЖ)

1.1.3. Метод полного пренебрежения дифференциальным перекрыванием (ДПДП)

1.1.4. Метод Х^ - РВ

1.1.5. Метод рекурсий

1.2. Параметризация полуэмпирических методов

1.2.1. Параметризация метода ППДП

1.2.2. Параметризация метода Х^- РВ

1.2.3. Параметризация метода рекурсий
1.3. Начальные и краевые условия, проблема сходимости
к решению
1.4. Кластерное приближение
§2. Статистический метод описания электронного газа
2.1. Обобщение статистической модели электронного
газа на случай сверхсильных магнитных полей
§3. Метод молекулярной динамики
3.1. Основные понятия метода МП
3.2. Граничные и начальные условия
3.3. Потенциалы взаимодействия
3.4. Основные расчетные соотношения для теплофизических свойств среды в методе МД

ГЛАВА. П. Моделирование в двумерных системах
§ I. Механическая устойчивость двумерной системы
1.1. Уравнения динамики двумерной решетки
§ 2. Термодинамика двумерного кристалла
§ 3. Модель однокомпонентной двумерной классической
плазмы
§ 4. Кривая плавления в двумерной системе
§ 5. Численные эксперименты в двумерной системе
5.1. Кулоновская и дипольная системы
5.2. Леннард-джонсовская система
Глава III. Моделирование процессов адсорбции на поверхности
твердого тела
§ I. Особенности характера химических связей у поверхностных и объемных атомов алмаза, кремния и германия
§ 2. Потенциальный рельеф грани (100) германия
§ 3. Модель перестройки грани (100) германия
§ 4. Хемосорбция газов на германии и никеле
4.1. Кислород на поверхности германия
4.2. Молекула кислорода на поверхности германия
4.3. Десорбция моноокиси германия с поверхности
германия
4.4. Адсорбция молекулы воды на поверхности германия
4.5. Адсорбция переходных металлов на гранях (III) и
(100) германия
4.6. Адсорбция газов 0, 02, Н, Н2, ОН, Н20 на идеальных гранях (III) и (100) никеля
§ 5. Электронные состояния неидеальных поверхностей
5.1. Объемные и поверхностные электронные состояния
алмазоподобных полупроводников

Глава IV. Точечные дефекты в полупроводниках
§ I. Осцилляции в сечении неупругих потерь при рассеянии частиц на атомах кристалла
§ 2. Дефекты типа смещенных атомов в кремнии
§ 3. Расчет энергетических характеристик вакансионного типа в кремнии
Глава V. Примесные центры и экситоны в магнитном поле
§ I. Водородоподобные и гелиеподобные примесные
центры в магнитном поле
1.1. Н-центры в сильном магнитном поле
1.2. Гелиеподобные примесные центры в сильном магнитном поле
§ 2. Биэкситон ел:^ и еяХ в сильном магнитном
поле
§ 3. Интерполяционная модель уравнения состояния вещества в сильном магнитном поле
§ 4. Квантование Ландау при построении уравнения состояния среды в сверхсильном магнитном поле
§ 5. Сравнение результатов расчета с данными эксперимента и расчетами других авторов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Под кластером мы будем понимать (в этом параграфе) фрагмент твердого тела, атомы которого расположены в узлах решетки.
■Свободное состояние атома, молекулы или кластера в наших задачах моделировалось затухающей на бесконечности волновой функцией.
У(*) —**■ 0 при * — (1.77)
Это естественные краевые условия для атомов и молекул, но искусственные условия для кластеров, так как с помощью кластера делается попытка воспроизводить свойства бесконечного твердого тела. Возникает проолема корректного учета влияния атомов, не включенных в расчет. Краевые атомы кластера имеют ненасыщенные связи, которые ответственны за краевые эффекты в расчетах: появление состояний, локализованных по периметру кластера и расположенных в запрещенной зоне [731 , а также неоднородность электронного распределения. Число краевых состояний можно оценить через число оборванных связей, число которых пропорционально размеру поверхности ~ Ь , где Ь - размер кластера. Пока размер клас-
. 3 ,2
тэра ~ и сравним с размером поверхности ~ ь , влияние последней будет значительно на внутренние атомы кластера. Поэтому самым простым способом устранения влияния краев на результаты расчетов является увеличение размера кластера, но это ограничено возможностями современных ЭВМ.
В ряде работ в матричные элементы добавляется вклад от сосед- . них, не включенных в кластер, атомов. Правда, в [73] отмечается, что в этом случае может нарушиться условие положительной определенности матрицы перекрывания. Корректные краевые условия возникают при наложении циклических краевых условий [74-75] . Задание циклических краевых условий улучшает электронную, плотность, но оставляет влияние размерного эффекта. К сожалению, этот способ трудно автоматизировать в расчетах, так как он зависит от типа