Electronic Structure of Quantum Wires
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology |
Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Instructions for the author
Authors
Date
1999
Major/Subject
Fysiikka (laskennallinen fysiikka)
Mcode
Tfy-105
Degree programme
Language
en
Pages
55
Series
Abstract
Tässä työssä on kehitetty tiheysfunktionaaliteorian lokaalin spin-tiheyden approksimaatioon perustuva elektronirakenteen laskentamenetelmä. Menetelmä soveltuu periodisten tai äärellisten sylinterisymmetristen systeemien mallintamiseen. Tällaisessa geometriassa kolmiulotteinen ongelma redusoituu matemaattisesti kahden muuttujan tehtäväksi. Kohn-Sham yhtälöt, jotka tästä seuraavat, ratkaistaan itseytyvästi käyttämällä sykliä, jossa Schrödingerin ja Poissonin yhtälöt ratkaistaan joka kierroksella käyttämällä pohjustettuja konjugaattigradienttimenetelmiä. Pääasiallisena sovelluskohteena on metallisen kvanttilangan mallintaminen. Nanoskooppisen liitoksen katkeamisprosessissa muodostuvaa kvanttilankaa ja sen katkeamista mallinnetaan stabiloidusta jelliumista koostuvalla langalla, jossa on parabolinen kavennus. Tämä lienee ensimmäinen kerta, kun itseytyviä elektronirakennelaskuja käytetään tällaisen jelliumkavennuksen mallintamiseen. Langan mekaanisessa jännityksessä havaitaan simulaatioissa oskillaatioita, kuten on myös kokeellisesti havaittu mallinnettavassa systeemissä. Menetelmää sovelletaan myös sekä lyhyiden että äärettömän pitkän alumiiniketjun elektronirakenteen selvittämiseen. Alumiiniatomeja mallinnetaan tässä tapauksessa Hamann-pseudopotentiaaleilla. Pitkä ketju on aiemmissa laskuissa todettu magneettiseksi, kun atomien välinen etäisyys on sama kuin lähinaapurietäisyys kiinteässä alumiinissa, eli 5.41 a_0. Myös uusi menetelmä tuotti saman tuloksen.Description
Supervisor
Nieminen, RistoThesis advisor
Puska, MarttiKeywords
quantum wire, kvanttilanka, nanowire, nanolanka, electronic structure, elektronirakenne, density-functional theory, tiheysfunktionaaliteoria