セルフ・コンシステントな走査トンネル顕微鏡・走査トンネル分光の計算

自洽扫描隧道显微镜/扫描隧道光谱计算

基本信息

  • 批准号:
    06236218
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 0.45万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
  • 财政年份:
    1994
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1994 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

本研究の目的は、走査トンネル顕微鏡、走査トンネル分光の計算機シミュレーションを行うに当たって、固体表面の深さ方向をどれだけ奥深くまで計算しなければならないかを調べることにある。結晶表面の表面平行方向については周期性を利用できるが、表面垂直方向に半無限に計算することはできない。一般には原子層数層のスラブ計算を行うのだが、それでは限界があることがある。我々のグループは角度分解光電子分光の計算機シミュレーションでまずそれを確かめ、半無限に近い計算を行うにはlayer-KKR法が最適であることがわかった。さらに、ニッケル及び銅の表面でのセルフコンシステントに計算されたポテンシャルを使っての光電子スペクトル計算で、バルクの局所状態密度を再現するには少なくとも原子層4層ぐらい奥でないとならないことがわかった。本研究としては、さらに走査トンネル分光自体の計算機シミュレーションを行うための努力も続けたが、表面局所状態密度を計算するマックスプランク研究所(ベルリン)のCrayスーパーコンピュータのためのプログラムの移植に手間取って、残念ながら、未だに達成できていない。しかし、少なくとも光電子スペクトルの計算から、表面の電子状態はその基礎とするポテンシャルの作成や表面垂直方向の計算の方法などにかなり敏感なことがわかった。
本研究的目的是研究在进行扫描隧道显微镜和扫描隧道光谱学的计算机模拟时必须计算固体表面的深度。周期性可以在平行于晶体表面的方向上使用,但不能在垂直于表面的方向上半无限计算。一般来说,会进行几个原子层的平板计算,但这有限制。我们的小组首先通过角分辨光电子能谱的计算机模拟证实了这一点,并发现层KKR方法最适合执行近半无限计算。此外,使用镍和铜表面自洽计算电势进行的光电子能谱计算表明,为了重现体中的局部态密度,深度必须至少为四个原子层。在这项研究中,我们继续努力对扫描隧道光谱本身进行计算机模拟,但不幸的是,将一个程序移植到马克斯·普朗克研究所(柏林)的克雷超级计算机上来计算表面局域密度需要花费一些时间。尚未实现。然而,至少从光电子能谱的计算中发现,表面电子态对于潜在电势的产生以及垂直于表面方向的计算方法相当敏感。

项目成果

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