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表面重构与弛豫

已有 6124 次阅读| 2009-4-8 15:15 |个人分类:常用的物理和电子学名词解释

表面重构与弛豫(Surface relaxation and reconstruction):

表面的再构(重构)现象往往是表面原子的弛豫(表面原子受力情况与体内不同,因而常常会有相对于表面的位移,以使系统能量降低)和原子吸附有关,由低能电子衍射(LEED)实验结果可以得到表面再构的几何规律,但是导致再构的原因仍然在探索之中。
    ----
黄昆《固体物理学》

    如果表面是清洁的,最外原子层(顶层)既可能重构,也可能不重构。对不重构的表面,除了表面的最外原子层间距有变化(称为多层弛豫)之外,其原子的排列与体相基本相同。
   
研究发现,相对于体相原子层的层间距来说,表面第一原子层与第二原子层之间的层间距是缩小的。…… 可以把表面当成双原子分子与体相结构之间的一个过渡区。但是,由于双原子分子中的原子间距远小于体相中的原子间距,所以在表面弛豫现象中一定存在着新的机制。表面弛豫与表面重构截然不同。重构通常表现为产生新的表面原胞;而在弛豫现象中,原子在表面结构中保持其原有的结构不变,只是原子间距与体相相比略有差异,就弛豫本身而言,它是对体相晶胞(作用于表面)的一种反作用
    ---- C.
基泰尔(Charles Kittel)《Introduction to Solid State Physics

 量子力学的自洽场近似法(self-consistent field approximation in quantum mechanics

 

一种求解全同多粒子系的定态薛定谔方程的近似方法。它近似地用一个平均场来代替其他粒子对任一个粒子的相互作用,这个平均场又能用单粒子波函数表示,从而将多粒子系的薛定谔方程简化成单粒子波函数所满足的非线性方程组来解。这种解不能一步求出,要用迭代法逐次逼近,直到前后两次计算结果满足所要求的精度为止(即达到前后自洽),这时得到的平均场称为自洽场。这种方法就称为自洽场近似法。
 设个全同粒子间存在相互作用,多粒子系的哈密顿量可表为
          [755-01]755-01            (1)式中          [755-02]755-02多粒子系的定态薛定谔方程为
    [755-10]755-10,    (2)在单粒子(实际上是准粒子)近似下,若各单粒子态是(),总波函数为
  [755-11]755-11,  (3)其他粒子作用于第个单粒子态上的粒子的平均场为
       [755-03]755-03          (4)则单粒子波函数满足的方程为
[755-04]755-04这是个联立非线性微分积分方程组,称为哈特里方程。它比原来多粒子系方程(2)要简单些,但仍然只能用数值方法求解解的过程是:首先假定平均场[755-12]755-12,并由式(5)计算出单粒子波函数[755-13]755-13,再代入式(4)计算出平均场[755-14]755-14,一般情况下它与[755-15]755-15不一样,有可能给出比[755-15]755-15好一些的近似,再利用[755-16]755-16(也可以根据具体情况做些调整)取代[755-15]755-15,重复上述步骤,逐次逼近,直到前后两次的计算结果在所要求的精度范围以内为止,也就是满足自洽条件,此时的平均场就是自洽场,最后得到 。当然由单粒子波函数[755-13]755-13出发去求解也是一样的。考虑到两粒子之间相互作用对这两个粒子来说只应计算一分,所以多粒子系的能量为[755-05]755-05 (6)式 (3)中哈特里波函数未考虑交换对称性。如果把交换作用考虑进去,所得到的单粒子波函数满足的方程称为哈特里-福克方程。由这个方法所得的结果,不能给出解析表达式,只能用数值表示。这个方法在原子、分子物理学和核物理学等领域有极为广泛的应用。(http://203.208.37.104/search?q=cache:rEV7wD9cR_oJ:www.chinabaike.com/article/baike/wli/2008/200801111129314.html+%E8%87%AA%E6%B4%BD&cd=3&hl=zh-CN&ct=clnk&gl=cn&st_usg=ALhdy28GiZIzh51OstuVRdtku82QbaGBrA
                 


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