Der halbunendliche Kristall - Elektronische und optische Eigenschaften ab-initio

Brodersen, Sven

Es werden die elektronischen und optischen Eigenschaften eines kristallinen Festkörpers unter Berücksichtigung der Oberfläche mit ab-initio Methoden berechnet. Die Behandlung der Oberflächeneffekte in einer Halbraum-Geometrie erzwingt die Darstellung der Wellenfunktionen und der Dielektrischen Funktion (DK) in einer lokalen Basis. Anhand von Volumenkristallen wird die Effizienz von LCAO- Basisfunktionen demonstriert. Die Erweiterung der atomaren Orbitale mit unbesetzten Orbitalen und 'off-site'-Funktionen (die im zwischen-atomaren Raum lokalisiert sind) ergibt eine sehr gute Beschreibung der Valenz- und Leitungsbänder bis zu Energien von einigen 10 eV für einfache Metalle und Halbleiter. Die Darstellung der Hamiltonmatrix des Halbraums in diesen Basisfunktionen erlaubt die iterative Bestimmung der Greenschen Matrix und damit der Oberflächenbandstruktur. Es werden selbst-konsistent berechnete Ergebnisse von ab-initio Rechnungen für die relaxierte GaAs(110) und die Cu(111) Oberfläche vorgestellt. Die Berechnung der DK von GaAs(110) in der Random-Phase-Approximation aus der Greenschen Funktion des Halbraums führt auf ein RAS-Spektrum, das in guter Übereinstimmung mit Superzellen-Rechnungen und dem Experiment ist.

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Brodersen, Sven: Der halbunendliche Kristall - Elektronische und optische Eigenschaften ab-initio.

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