Функция распределения электронной плотности для металлических наночастиц в рамках теории функционалов плотности

Авторы: Федорова В.Ю.
Опубликовано в выпуске: #8(25)/2018
DOI: 10.18698/2541-8009-2018-8-355
Раздел: Физика | Рубрика: Физика и технология наноструктур, атомная и молекул
Ключевые слова: метод функционала плотности, нанопорошок, модель «желе», электронная плотность, вариационный метод, осцилляции Фриделя, уравнение Шредингера, потенциальная яма
Опубликовано: 07.08.2018

Представлен выбор пробной функции электронной плотности в рамках теории функционала плотности для модели «желе», описывающей систему, состоящую из сферически симметричных наночастиц алюминия. Учитывается эффект, возникающий вблизи границы металл — среда, связанный с осцилляциями Фриделя. Поставлены условия для возможности использования заданной функции для дальнейших расчетов поверхностной энергии, работы выхода и других характеристик нанопорошка заданного металла. В рамках вариационного метода приведены численные расчеты необходимых коэффициентов и вариационных параметров для разных радиусов наночастиц с учетом средней электронной плотности алюминия, используемых для последующих расчетов энергетических характеристик.

Литература

[1] Кон В. Электронная структура вещества – волновые функции и функционалы плотности. УФН, 2002, т. 172, № 3, с. 336–348.

[2] Партенский М.Б. Самосогласованная электронная теория металлической поверхности. УФН, 1979, т. 128, № 5, с. 69–106.

[3] Сатанин А.М. Введение в теорию функционала плотности. Нижний Новгород, НГУ, 2009, 64 c.

[4] Smith J.R. Self-consistent many-electron theory of electron work functions and surface potential characteristics for selected metals. Physical Review, 1969, vol. 181, no. 2, pp. 522–529.

[5] Kiejna A., Wojciechowski K.F. Metal surface electron physics. Pergamon, 1996, 312 p.

[6] Саркисов П.Д., Байков Ю.А., Мешалкин В.П. Метод самосогласованного поля в приближении Хартри двухэлектронных систем для различных электронных конфигураций. Доклады академии наук, 2008, т. 423, № 3, с. 331–335.

[7] Mayer I. Simple theorems, proofs and derivations in quantum chemistry. Springer, 2003, 337 p.

[8] Глушков В.Л., Еркович О.С. Характеристики поверхности щелочных металлов с учетом дискретности кристаллической решетки и фриделевских осцилляций электронной плотности. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки, 2017, № 4, с. 75–89.

[9] Мамонова М.В., Бартышева М.А. Учет осцилляций Фриделя при расчете распределения электронной плотности и поверхностной энергии металлов. Вестник Омского университета, 2010, № 2, с. 39–43.

[10] Chaplik A.V., Kovalev V.M., Magarill L.I., Vitlina R.Z. Electrostatic screening and Friedel oscillations in nanostructures. Journal of superconductivity and novel magnetism, 2012, vol. 25, no. 3, pp. 699–709.