Shockley 表面态对外加电场的响应：Cu(111) 的密度泛函理论研究
材料科学
2015-05-30 v2 介观与纳米尺度物理
其他凝聚态物理
摘要
通过结合平板几何结构的密度泛函理论计算与 Kohn-Sham 波函数的分析，表征了 Cu(111) Shockley 表面态对外加电场的响应。我们的分析通过希尔伯特空间中的旋转解耦 Kohn-Sham 态而得以简化。我们发现表面态表现出各向同性色散，在费米波矢之前为二次型，但在此之外具有显著的 quartic 贡献。我们计算了垂直于 Cu(111) 表面的电场引起的表面态能量位置和有效质量的偏移；该响应在广泛的场强范围内呈线性。我们发现电荷转移发生在最外层铜原子之外，且电子的积累负责了电场屏蔽的四分之一。这使得我们能够在平板几何结构中使用中等数量的层数，对表面态的场致变化进行收敛良好的确定。
引用
@article{arxiv.1109.6706,
title = {Response of the Shockley surface state to an external electrical field: A density-functional theory study of Cu(111)},
author = {K. Berland and T. L. Einstein and P. Hyldgaard},
journal= {arXiv preprint arXiv:1109.6706},
year = {2015}
}
备注
11 pages, 6 figures, 4 tables; accepted for publication by Phys. Rev. B; changes from v1 in response to referee comments, esp. to Sections I and V.B (inc. Table 4), with many added references, but no change in results or conclusions