haku: @keyword tiheysfunktionaaliteoria / yhteensä: 18
viite: 14 / 18
Tekijä: | Hakala, Tero |
Työn nimi: | Electronic properties of nanostructures on solid surfaces |
Pintojen nanorakenteiden elektroniset ominaisuudet | |
Julkaisutyyppi: | Diplomityö |
Julkaisuvuosi: | 2005 |
Sivut: | 66 Kieli: eng |
Koulu/Laitos/Osasto: | Teknillisen fysiikan ja matematiikan osasto |
Oppiaine: | Fysiikka (laskennallinen fysiikka) (Tfy-105) |
Valvoja: | Puska, Martti |
Ohjaaja: | Torsti, Tuomas ; Puska, Martti |
OEVS: | Sähköinen arkistokappale on luettavissa Aalto Thesis Databasen kautta.
Ohje Digitaalisten opinnäytteiden lukeminen Aalto-yliopiston Harald Herlin -oppimiskeskuksen suljetussa verkossaOppimiskeskuksen suljetussa verkossa voi lukea sellaisia digitaalisia ja digitoituja opinnäytteitä, joille ei ole saatu julkaisulupaa avoimessa verkossa. Oppimiskeskuksen yhteystiedot ja aukioloajat: https://learningcentre.aalto.fi/fi/harald-herlin-oppimiskeskus/ Opinnäytteitä voi lukea Oppimiskeskuksen asiakaskoneilla, joita löytyy kaikista kerroksista.
Kirjautuminen asiakaskoneille
Opinnäytteen avaaminen
Opinnäytteen lukeminen
Opinnäytteen tulostus
|
Sijainti: | P1 Ark TF80 | Arkisto |
Avainsanat: | quantum corrals surface-states density-functional theory GW-method kvanttiaitaukset pintatilat tiheysfunktionaaliteoria GW-menetelmä |
Tiivistelmä (fin): | Kokeellisen fysiikan kehitys viimeisen kahdenkymmenen vuoden aikana on mahdollistanut nykyisen intensiivisen nano- ja atomikokoluokan rakenteiden tutkimuksen. Nämä rakenteet ovat valmistettu erilaisilla kiteenkasvatusmenetelmillä tai tunnelointielektronimikroskoopin avulla, joka on mahdollistanut jopa yksittäisten atomien liikuttelun ja asettelun halutulla tavalla. Rakenteiden ominaisuudet määräytyvät kvanttimekaniikan laeista. Monia mielenkiintoisia uusia ilmiöitä onkin havaittu, mikä puolestaan on siivittänyt teoreettista tutkimusta, ja ymmärryksemme monen kappaleen kvantti-ilmiöistä kondensoituneen aineen fysiikassa on parantunut huomattavasti. Lisäksi monet uusista ilmiöistä tulevat epäilemättä esittämään keskeistä osaa esim. alati pienenevissä elektroniikan komponenteissa. Laskennalliset menetelmät auttavat oleellisesti koetulosten analysointia. Tässä työssä on jatkettu laskentamenetelmien kehittelyä Fysiikan laboratorion ja CSC:n MIKA/cyl2 projektin yhteydessä. MIKA on ohjelmistopaketti, jonka avulla elektronirakenteiden tiheysfunktionaaliteorian yhtälöt ratkaistaan näppärästi ns. moniverkko menetelmillä paikka-avaruudessa. Työssä rajoituttiin tarkastelemaan systeemejä, jotka voidaan mallintaa sylinterisymmetrisessä geometriassa, jolloin numeerinen ongelma helpottuu merkittävästi. Toteutimme Cu (III) pinnan keskeiset ominaisuudet kuvaavan yksiulotteisen pseudopotentiaalimallin, pinnan nanorakenteet puolestaan toteutettiin Jellium-malleilla. Nämä yksinkertaiset mallit kuvaavat riittävän hyvin monia keskeisiä fysiikan ilmiöitä, mutta useita tuhansia elektroneja sisältävien systeemien ratkaiseminen on edelleen hyvin vaativa ongelma. Tilannetta parantaaksemme toteutimme ns. lineaariseen vasteeseen perustuvan iteraatiomenetelmän Kohn-Sham yhtälöiden ratkaisemiseksi ja siinä tarvittavat numeeriset algoritmit. Varsinkin isojen systeemien käsittely nopeutui tämän ansiosta huomattavasti. Tutkimme elektronirakenteita sylinterimäisissä kvanttipisteissä ja kvanttiaitauksissa Cu (III) pinnalla. Nämä ovat kiintoisia, koska viimeaikaiset koetulokset osoittavat, että Cu (III) pinnalle syntyvien pintaelektronitilojen ominaisuuksiin on mahdollista vaikuttaa tämänkaltaisilla rakenteilla. Niitä voidaan siten käyttää pikkuruisina "laboratorioina" tutkittaessa monen kappaleen kvantti-ilmiöitä. Lisäksi näköpiirissä on kiintoisia teknisiä sovelluksia. Kvanttipistemallimme antamat elektronitilojen energiat ja jakaumat pinnalla ovat kvantitatiivisessa sopusoinnussa mittaustulosten kanssa. Kvanttiaitaukset puolestaan näyttävät sitovat pintatiloja aitauksen sisällä aiheuttaen oskillaatioita pintaelektronitiheydessä. Tämäkin tulos sopii yhteen kokeiden kanssa. Tutkimuksen seuraava askel on nanorakenteiden viritettyjen elektronitilojen tutkiminen. Tämä edellyttää tiheysfunktionaaliteoriaa laajempaa käsittelyä. Työn tämä vaihe aloitettiin katsauksella ns. GW -menetelmään monen kappaleen teoriassa. |
ED: | 2005-05-04 |
INSSI tietueen numero: 28753
+ lisää koriin
INSSI