Особенности электронной структуры и объемные и поверхностные свойства неупорядоченных сплавов Ag-Pd, Al-Zn, Fe-Ni/Cu(001)

• Автор: Смирнова, Екатерина Александровна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 118 с.

Оглавление
Введение
1. Электронная структура и аномалии физических свойств в системах Ag-Pd, Al-Zn, Fe-Ni
1.1. Особенности электронной структуры
1.2. Результаты исследования физических свойств и электронной структуры неупорядоченных сплавов систем Ag-Pd, Al-Zn, Fe-Ni
1.2.1. Система Ag-Pd
1.2.2. Система Al-Zn
1.2.3. Система Fe-Ni
2. Первопринципные методы расчета электронной структуры
2.1. Теория функционала плотности
2.2. Приближение когерентного потенциала
2.3. Метод линеаризованных muffin-tin орбиталей (JIMTO)
2.3.1. Энергия Маделунга неупорядоченных металлических сплавов в ПКП
2.3.2. Методика расчета спектральной функции в ЛМТО-ПКП
2.3.3. Методика учета распределения Ферми для расчетов электронной структуры при конечных температурах
2.4. Метод локально самосогласованной гриновской функции (ЛСГФ)

3. Исследование электронной структуры объемных неупорядоченных сплавов
3.1. Исследования сплавов системы Ag-Pd
3.1.1. Поверхность Ферми
3.1.2. Электронная структура
3.1.3. Термодинамические и кинетические свойства
3.2. Исследования сплавов системы А1п
3.2.1. Поверхность Ферми
3.2.2. Электронная структура и термодинамические свойства
4. Исследование поверхностных свойств неупорядоченных сплавов
4.1. Метод ЛМТО-ФГ для расчета поверхностных характеристик металлов и сплавов
4.2. Поверхностные сегрегации в системе А1п
4.3. Магнитные свойства монослоя сплавов системы Ре-№ на подложке
Си(001)
Основные результаты и выводы
Заключение
Литература

Введение
Электронная теория металлов и сплавов является обширной областью современной физики твердого тела и одной из ее задач является детальное описание равновесных и неравновесных свойств металлических систем на основе их электронной (или зонной) структуры. Знание электронной структуры позволяет прямо определить большую группу свойств металлов: поверхности Ферми, скорости на поверхности Ферми, эффективные массы, магнетосонротивление, циклотронный резонанс, аномальный скин-эффект, плотность состояний, теплоемкость, плотность частиц и их распределение по импульсам, упругие свойства, константы электрон-фононной связи. Также сюда относятся различные параметры переноса: электрическая проводимость и теплопроводность, коэффициент Холла. Их зависимость от давления и температуры определяет электронные, структурные и другие превращения, температуру плавления и фазовые диаграммы. В химических сплавах добавляются перенос заряда и свойства связей. Зонная теория также дает основу для количественного понимания таких кооперативных явлений, как сверхпроводимость и магнетизм.
Используя современные методы зонной теории, основанные на теории функционала плотности, можно исследовать различные нарушения идеальной кристаллической структуры, такие как вакансии, точечные дефекты замещения, междоменные границы, чистые и грязные внешние поверхности и интерфейсы, энергии внешних поверхностей, работу выхода, поверхностный барьер, поверхностные сегрегации, магнитные свойства и многое другое.
В настоящее время достигнут большой прогресс в исследованиях фазовой
(ЯДЯДк) - Е]
(2.28)
с гамильтонианом
Я7 = С + А1/25"уД1/2. (2.29)
Для проведения самосогласованного расчета в рамках теории функционала
плотности необходимо вычислить распределение зарядовой плотности внутри
атомной сферы
Ер Ер
где рс - плотность электронов остова, Еь - энергия дна валентной зоны, а Яд; -парциальная локальная плотность состояний. В рамках метода ЛМТО эта процедура существенно упрощается с использованием метода моментов. Плотность валентных электронов ру (второй член в уравнении (2.30)) при этом определяется следующим выражением
Рн(г) — (7Г) 1 {{Фт(г)]2тк1ь + сАФ1{г)Ф3т{г)гпньь ь
+ [Фт{г)Фт{г) + ш(г)«Йщ(г)]ть}, (2.31)
где j обозначает соответствующую атомную сферу, а ф, ф, и ф обозначают, соответственно, парциальную волну, ее первую и вторую энергетические производные, рассчитанные для энергии Ещ. Моменты плотности состояний то-,п0 могут быть найдены с использованием собственных значений Я,(к) и собственных векторов Дддь(к), определяемых при решении секулярного уравнения (2.28)
= ЯЕ£ [ *к [Е;(к)ГВ1вь(к)В,МтЕр - Е). (2.32)
Квя _3(
Здесь г - номер зоны, в - функция Хевисайда, и интегрирование в к-пространстве ведется по зоне Бриллюэна объема Увг-