Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы 12
1.1. Метод функционала плотности 12
1.1.1. Теоремы Хоэнберга-Кона 13
1.1.2. Теория Кона-Шема 15
1.2. Псевдопотенциальное приближение 18
1.2.1. Сохраняющие норму псевдопотенциалы 21
1.2.2. Проекционные присоединенные волны (PAW) 22
1.3. Кулоновское взаимодействие электронов (Метод DFT+U для сильно коррелированных электронов) 26
1.3.1. Модель Хаббарда 26
1.3.2. Хаббардовская коррекция метода DFT 26
1.4. Динамика решетки 31
1.5. Экспериментальные и теоретические исследования дисперсии фононов в кристаллах ZnX (X = S, Se, Te) 37
1.5.1. Структура кристаллов ZnX 37
1.5.2. Исследования ZnSe 39
1.5.3. Исследования ZnS 42
1.5.4. Исследования ZnTe 43
1.6. Исследование структурных и электронных свойств в кристаллах ZnX (X = S, Se, Te) 46
ГЛАВА 2. Методика первопринципных расчетов в приближении функционала плотности 48
2.1. Базисные функции 48
2.2. Первопринципный пакет ABINIT
2.2.1. Геометрия атомов 55
2.2.2. Электронные свойства 56
2.2.3. Колебательные, диэлектрические, упругие и термодинамические свойства 57
2.2.4. Утилиты ABINIT 57
2.2.5. Доступность и переносимость кода 58
2.3. Оптимизация параметров вычислений 59
2.3.1. Обрезание кинетической энергии 60
2.3.2. Сетка волновых векторов 63
2.3.3. Максимально допустимые силы, действующие на атомы 67
2.3.4. Требование на остаточный потенциал в самосогласованном цикле 68
2.3.5. Зависимость от выбора псевдопотенциала 71
2.4. Выводы 74
ГЛАВА 3. Фононные, упругие и электронные свойства ZnX (X = S, Se, Te) 75
3.1. Введение 75
3.2. Методика вычислений
3.2.1. Упругие свойства 76
3.2.2. Методика расчетов свойств кристаллов 79
3.2.3. Особенности расчетов фононных свойств кристалла ZnS 81
3.3. Результаты расчетов и их обсуждение 82
3.3.1. Параметры решетки 82
3.3.2. Выбор кулоновского параметра U 84
3.3.3. Дисперсия фононов в ZnSe 85
3.3.4. Упругие свойства кристалла ZnSe 88
3.3.5. Межатомное взаимодействие в ZnSe 91
3.3.6. Плотность двухфононных состояний кристалла ZnSe 93
3.3.7. Дисперсия фононов в ZnS 95
3.3.8. Дисперсия фононов в ZnTe 99 3.4. Выводы 100
ГЛАВА 4. Локализация электронов, эффективные заряды атомов и гибридизация орбиталей В ZnX (X = S, Se, Te) 101
4.1. Роль сильно коррелированных электронов системы в расчетах теории функционала плотности 101
4.2. Тензор локализации 104
4.3. Эффективные заряды Борна 105
4.4. Эффективные заряды Сцигетти 106
4.5. Методика вычислений 107
4.6. Результаты и их обсуждение
4.6.1. Тензор локализации и его разложение по орбиталям 108
4.6.2. Распределение эффективных зарядов Борна по орбиталям атомов 110
4.6.3. Проектированные электронные плотности и гибридизация орбиталей 112
4.6.4. Эффективные ионные заряды Сцигетти 114
4.6.5. Роль полуостовных электронов в фононном спектре кристалла ZnS 116
4.7. Выводы 121
Заключение 122
Список литературы
