Gitterdynamik mit der ab initio-Methode

Autor: Thomas Pletl

Betreuer: Prof. Dr. D. Strauch

Kolloquium: 6. Juli 1998

Das zentrale Thema meiner Arbeit war die Optimierung der Übertragbarkeit normerhaltender Troullier-Martins-Pseudopotentiale mit Hilfe des Konzepts der chemischen Härte. Diese Methode erlaubt es, die charakteristischen Größen in der Theorie der chemischen Reaktivität (Ionisierungsenergie und Elektronenaffinität) beim Konstruktionsverfahren der Pseudopotentiale zu berücksichtigen. Die in meiner Arbeit erstmals eingeführte Forderung der Übereinstimmung der chemischen Härte als zweite Ableitung der atomaren Gesamtenergie nach der Elektronenzahl im All-Electron- und im Pseudo-Fall ermöglicht überdies die Festlegung der bisher freien Pseudopotentialparameter (Abschneideradien der Pseudopotentiale und Größe der partiellen Rumpfladungsdichte in der Austausch-Korrelationsenergie). Dieses Verfahren wurde für alle Hauptgruppenelemente bis zur Ordnungszahl 54 erfolgreich durchgeführt.

Die so erzeugten norm- und härteerhaltenden Pseudopotentiale wurden in die Festkörperrechnungen übertragen. Neben den statischen Eigenschaften beinhaltet meine Arbeit auch eine Sammlung der ab initio berechneten Phononendispersionskurven aller III-V-Verbindungen. Die hervorragende Übereinstimmung mit experimentellen Neutronen- und Raman-Streudaten beweist die Qualität der verwendeten Pseudopotentiale und die breite Anwendbarkeit des Konzepts der chemischen Härte. Folgende Trends konnten aus der Analyse der Dynamik dieser Halbleiter in der Zinkblendestruktur gewonnen werden:

Hier gibt's noch einen Link zu meiner Dissertation (PS-File, ca. 8.8 MB).