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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 材料区 » 功能材料 » 基础研究 » 【求助】晶格势场对二维电子气的影响
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juliaxinyi

铜虫 (小有名气)

[交流] 【求助】晶格势场对二维电子气的影响

当晶格势场很弱、很强以及不弱不强时，对二维电子气的性质（光、电或磁性质）会有什么样的影响？怎样在数值计算中处理晶格势场的作用？
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1楼 2009-05-18 17:24:17
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mozhui

★ ★ ★
zt970831(金币+3):感谢您的交流
楼主的问题涉及到第一性原理计算的几乎全部内容——电子结构的计算问题。目前比较成熟和主流的（may be?）是密度泛函理论，其核心思想就是独立电子近似——将相互作用电子气在原子核势场中的多体问题转化为单电子在一等效势场中的运动问题，至于等效势场如何选取涉及到很多trick，可以参考密度泛函理论的教材~
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2楼2009-05-18 19:02:57
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juliaxinyi

铜虫 (小有名气)
谢谢2楼的答复。看来我要好好先补补理论了。
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3楼2009-05-18 19:31:13
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yzcluster

金虫 (著名写手)

小木虫扫盲人
★ ★ ★
zt970831(金币+3):感谢您的交流
对于二维电子系统要小心。因为它有很多地方不同于三维体系。例如，二维系统中的等离激元的色散关系是无能隙的，这与三维体系有能隙不同，因而很容易被激发，而这种易激发的波色型准粒子对体系的性质会有很大影响。
再比如说，二维体系的魏格纳晶格已经在液氦表面的电子层中被证实了。而且，半导体中还发现了强磁场作用下的分数量子霍尔效应，这是更干净的强关联体系，这些已经远远偏离了传统的正常朗道费米液体理论，都是目前凝聚态物理的前沿。PRL，NATURE,SCIENCE上文章不断。总的来说，体系维度（或者更具体的讲，有效维度）对体系性质的影响，始终是凝聚态关注的重点。扯开讲就太多了，不多说了。
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4楼2009-05-18 19:51:27
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juliaxinyi

铜虫 (小有名气)
如果只着重于势场的作用，不知道对自由电子气会产生什么样的效果？比如势场很强时，电子应该是局域的。那么其他情况呢？
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5楼2009-05-18 20:03:45
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yzcluster

金虫 (著名写手)

小木虫扫盲人
不同表面的性质是不一样的，比如对于金属，由于表面态的电子由于功函数的束缚不能逸出表面之外的真空，又由于体能带的限制不能深入体内，可以形成平行与表面的二维电子气。但是，对于半导体，可能会存在很多未饱和的悬垂键，甚至会有剧烈的重构，例如硅111面的7*7重构。
另外，你的问题很不清楚，当某个晶格表面被切出来之后，表面电子态和表面晶格经过驰逾后就是稳定的了，当然也可能吸附一些杂质。那么什么叫“势场强弱”？
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6楼2009-05-18 20:12:25
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mozhui

引用回帖:
Originally posted by juliaxinyi at 2009-5-18 20:03:
如果只着重于势场的作用，不知道对自由电子气会产生什么样的效果？比如势场很强时，电子应该是局域的。那么其他情况呢？

密度泛函里对于电子气的处理，通常分为两部分：离子实内的离子实外的价电子，对离子实内的电子，就是处于你所说的很强的场内，而价电子则由于离子实内电子的屏蔽作用而处于较弱的场中，而对于不同部分电子的处理采取的方法也是不同的(通常比较关心的还是价电子)，所以原则上，只要你划分的足够好，且对于上面所讲的等效势场选得足够好，密度泛函理论是还是一种比较普遍的处理方法的(虽然其中的有些假设和近似让人觉得不爽)~
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7楼2009-05-18 20:14:47
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juliaxinyi

铜虫 (小有名气)
这方面的问题我刚刚接触，看来不管怎样，关键就是选择好合适的等效势场了，然后就可以用第一性原理来计算其电子结构。不过在计算之前一般无法预见到会产生什么样的结果吧？
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8楼2009-05-18 20:45:03
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yzcluster

金虫 (著名写手)

小木虫扫盲人
第一性原理不需要选择势场，只需要选择合适的交换关联势。
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9楼2009-05-18 20:47:57
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mozhui

引用回帖:
Originally posted by juliaxinyi at 2009-5-18 20:45:
这方面的问题我刚刚接触，看来不管怎样，关键就是选择好合适的等效势场了，然后就可以用第一性原理来计算其电子结构。不过在计算之前一般无法预见到会产生什么样的结果吧？

在很多软件上不过就是改改参数的问题，当然，如果你自己找到了更好的势也可以自己编程序~
算的多了就会有一些经验，可以判断出大致的情况，不过，如果能够全部预见出来就不用算了~
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10楼2009-05-18 21:08:25
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