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M: Metallphysik

M 18: Elektronische Strukturen und Eigenschaften

M 18.7: Vortrag

Dienstag, 23. März 1999, 16:45–17:00, S 6

Ab-initio-Elektronentheorie der ELNES von Metalloxiden. — •S. Köstlmeier and C. Elsässer — Max-Planck-Institut f"ur Metallforschung, Seestraße 92, 70174 Stuttgart

Im Rahmen der lokalen Dichtefunktionaltheorie werden Orts- und Drehimpuls-projizierte Zustandsdichten (PDOS) der Valenz- und Leitungsbänder berechnet, die unter gewissen Voraussetzungen direkt mit gemessenen Nahkantenfeinstrukturen in der Elektronen-Energieverlust-Spektroskopie (ELNES) verglichen werden können. Beispielhaft werden solche Resultate für drei gut charakterisierte Hauptgruppenmetalloxide, MgO, α–Al₂O₃, und MgAl₂O₄, Ergebnissen der analytischen Transmissions-Elektronenmikroskopie gegenübergestellt.

In der verwendeten ab-initio-Methode werden die Wechselwirkungen zwischen Ionenrümpfen und Valenzelektronen durch Norm-erhaltende Pseudopotentiale und die Valenz- und Leitungselektronenzustände durch eine Basis aus ebenen Wellen und lokalisierten Funktionen (mixed basis) beschrieben. Die Annahmen und Näherungen in der Theorie und deren Konsequenzen werden kritisch diskutiert. Es wird gezeigt, daß ein auf Sauerstoff-K-Kanten basierendes “Fingerprinting” von lokalen Atomkoordinationen in den betrachteten Oxidkristallen zufriedenstellend funktioniert. Die Beschreibung von Kationen-Kanten dagegen erweist sich als komplizierter. Für K-Kanten wird eine verbesserte Behandlung von Rumpfrelaxationsprozessen vorgeführt. Für L-Kanten wird die Rolle der lokalen Kristallfeld-Symmetrie analysiert.