Моделирование электронной структуры и спектральных характеристик тонких пленок по методу линеаризованных присоединенных плоских волн

• Автор: Задорожний, Вячеслав Викторович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 144 с.

1.1. Кристаллическая структура.

1.1.1. Соединения Т2Ва2Сап.Сипп4 п1, 2, 3

1.1.2. Соединения ЩВагСаыСипОгпгч. I

1.1.2.1. Зависимость кристаллической структуры и Тс от уровня легирования и внешнего давления

1.2. Особенности электронного строения систем Т1ВаСаСи0 и

ЩВаСаСиО.

1.2.1. Зонная структура и плотность состояний

1.2Л. 1. Соединения ТВа2СапгСипп

1.2 Л .2. Соединения НВа2Сап.Сипп

1.2.2. Рентгеновские эмиссионные спектры.

1.2.3. Фотоэлектронные спектры.

ГЛАВА 2. МЕТОД ЛИНЕАРИЗОВАННЫХ ПРИСОЕДИНЕННЫХ ПЛОСКИХ ВОЛН ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОННОЙ СТРУКТУРЫ ТОНКИХ ПЛЕНОК
2.1. Теория функционала плотности
2.2. Особенности зонной задачи для кристаллических поверхностей
2.3. Формализм пленочного метода ЛППВ
2.3.1. Моделирование пленочного потенциала.
2.3.2. Базисные функции метода.
2.3.3. Алгоритм зонного расчета по методу ЛППВ
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА И РЕАЛИЗАЦИЯ МОДЕЛЕЙ ДЛЯ РАСЧЕТА СПЕКТРАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ТОНКИХ ПЛЕНОК НА ОСНОВЕ МЕТОДА ЛППВ .
3.1. Модель для расчета рентгеновских эмиссионных спектров
тонких пленок
3.1.1. Основы метода рентгеновской эмиссионной спектроскопии
3.1.2. Формализованное описание модели
3.2. Модель для расчета фотоэлектронных спектров тонких пленок
3.2.1. Основы метода фотоэлектронной спектроскопии .
3.2.2. Формализованное описание модели
3.3. Учет факторов уширения спектров
3.4. Практическая реализация моделей
3.4.1. Алгоритмы моделирования рентгеновских эмиссионных и фотоэлектронных спсктроп пленок по методу ЛППВ
3.4.2. Программная реализация.
3.4.2.1. Вычисление сферических функций и их производных
3.4.2.2. Вычисление 3рсимволов Вигнера.
3.4.2.3. Вычисление фаз рассеяния.
3.4.2.4. Вычисление производной потенциала
ГЛАВА 4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННОЙ СТРУКТУРЫ И СПЕКТРАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ТОНКИХ ПЛЕНОК ТВа2Сап1Сип,и4 И НдВа2Са.1Сипп2 п1,2,
4.1. Детали расчета
4.2. Плотность электронных состояний
4.2.1. Пленки ТВа2Сап Сиппм .
4.2.2. Пленки Ва2Сап.Сипп2
4.3. Рентгеновские эмиссионные спектры
4.3.1. Пленки ТВа2Сап1Сипг
4.3.2. Пленки НВа2Сап.1Сипп2ЮЗ
4.4. Фотоэлектронные спектры
4.4.1. Пленки ТВа2Сап.,СипП
4.4.2. Пленки Ва2Сап.1Сипп2.1Ю
4.4.3. Сопоставление теоретических фотоэлектронных спектров с экспериментальными данными
4.5. Влияние внешнего давления на электронную структуру
пленки ЬВагСагСизОв
4.5.1. Плотность электронных состояний.
4.5.2. Рентгеновские эмиссионные спектры.
4.5.3. Фотоэлектронные спектры.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


Практическая ценность работы. Предложенные в работе математические модели для описания рентгеновских эмиссионных и фотоэлектронных спектров тонких пленок реализованы в виде программного обеспечения для расчета и графического отображения спектров и интегрированы в состав программного комплекса, предназначенного для моделирования электронной структуры монокристаллических пленок произвольного состава. Полученные в работе данные об электронном строении Т1Ва и Вакуфатов могут быть использованы при создании тонкопленочных ВТСПструктур с заданными свойствами, для целенаправленного поиска новых ВТСПматериапов и совершенствования свойств уже синтезированных сверхпроводящих соединений. Обнаруженные в результате моделирования качественные изменения в электронной структуре и спектральных характеристиках пленок могут служить основой для правильной интерпретации экспериментальных данных, полученных на основе различных методов, и исходной информацией в различных моделях явления высокотемпературной сверхпроводимости. Апробация работы. Екатеринбург, Пятнадцатой Новоуральск, , Шестнадцатой Ижевск, , Семнадцатой Екатеринбург, и Восемнадцатой Воронеж, научной школесеминаре Рентгеновские и электронные спектры и химическая связь Всероссийской конференции Математическое моделирование в естественных и гуманитарных науках Воронеж, Восьмой Всероссийской Научной Конференции студентовфизиков и молодых ученых Екатеринбург, , Первой Всероссийской конференции Физикохимические процессы в конденсированном состоянии и межфазных границах ФАГРАН Воронеж, . Публикации, Основные результаты, представленные в диссертации, опубликованы в печатных работах в виде статей и тезисов докладов. В совместных работах автором предложены математические модели для описания рентгеновских эмиссионных и фотоэлектронных спектров тонких пленок и алгоритмы, их реализующие, принадлежат результаты расчетов плотностей электронных состояний, рентгеновских эмиссионных и фотоэлектронных спектров. Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы, включающего 2 наименований. Работа изложена на 4 страницах, содержит таблиц и рисунков. Во введении обоснованы актуальность и новизна данной работы сформулированы цель и научные задачи, решаемые в диссертации представлены основные научные результаты, пояснены научная и практическая ценность работы, кратко обсуждается содержание диссертации по главам. Первая глава является обзором литературы по теме диссертационной работы. Во второй главе описывается моделирование электронной структуры пленок с помощью пленочного метода ЛППВ. Рассматривается теория функционала локальной электронной плотности, описываются геометрическая и математическая модели пленки, постановка зонной задачи для кристалличе . ЛППВ. В третьей главе осуществлена разработка и практическая реализация моделей для расчета спектральных характеристик тонких пленок, основанных на методе ЛППВ. Изложены физические основы рентгеновской эмиссионной и фотоэлектронной спектроскопии, разработаны математические модели для расчета рентгеновских эмиссионных и фотоэлектронных спектров пленок, алгоритмы, их реализующие, описана программная реализация моделей. Четвертая глава посвящена практическому применению разработанных моделей и программ для проведения численного эксперимента по рентгеновской эмиссионной и фотоэлектронной спектроскопии пленок сложных металлооксидов Т1ВаСаСи0 и ВаСаСиО. Представлены результаты расчетов плотностей электронных состояний, рентгеновских эмиссионных и фотоэлектронных спектров исследуемых пленок и на их основе изучена зависимость электронного строения и спектральных характеристик пленок от состава. Проанализирована тонкая структура спектров и их взаимное расположение, а также проведено сопоставление вычисленных спектров с имеющимися экспериментальными данными. Проведен анализ изменений, происходящих в электронной структуре пленке 1Ва2Са2Сиз под влиянием внешнего давления. В заключении сформулированы основные результаты работы.