Orientador: Nelson de Jesus Parada

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin

Resumo: O método APW para cálculo de bandas de energia eletrônica em cristais baseia-se na charnada aproximação "muffin-tin" (MT) para o potencial visto por um elétron da rede: esse potencial é esfericamente simétrico no interior de esferas centradas nos sítios atômicos e constante fora delas....

Resumo: O método APW para cálculo de bandas de energia eletrônica em cristais baseia-se na charnada aproximação "muffin-tin" (MT) para o potencial visto por um elétron da rede: esse potencial é esfericamente simétrico no interior de esferas centradas nos sítios atômicos e constante fora delas. Potenciais cristalinos são obtidos "ad hoc", superpondo potenciais atômicos calculados autoconsistenternente e perfazendo sua média MT. No caso de materiais com estrutura de pequeno fator de empilhamento, como o GaAs, a obtenção de resultados satisfatórios costuma exigir o ajuste de parâmetros arbitrários da aproximacão MT. Os principais aperfeiçoamentos ao método, a saber, a introdução de correções à aproximação MT do potencial e o Cálculo 10 de solucões autoconsistentes, não são praticados simultaneamente. Além disso, a necessidade de restringir a limites razoáveis a tarefa numérica envolvida na determinação autoconsistente da densidade de carga cristalina leva a que essa densidade seja obtida em forma MT, o que se constitue em fonte adicional de erro no cálculo do potencial. No presente trabalho, são exploradas as possibilidades do método APW numa formulação em que carga e potencial coulombiano com correções à aproximação MT são calculados autoconsistentemente. Os resultados obtidos para o GaAs indicam uma extraordinária dependência com o tratamento dado ao potencial de exchange, para o qual a aproximacão MT foi mantida

Abstract: The APW method for calculating electronic energy bands in solids is based on the so called 'muffin-tin " (MT) approximation for the crystal potential. The potential is taken as spherically symmetric within spheres centered at the atomic sites, and constant outside the spheres. "Ad hoc"...

Abstract: The APW method for calculating electronic energy bands in solids is based on the so called 'muffin-tin " (MT) approximation for the crystal potential. The potential is taken as spherically symmetric within spheres centered at the atomic sites, and constant outside the spheres. "Ad hoc" crystal potentials are obtained by superposing self-consistent atomic potentials and calculating its MT averaqe. Satisfactory results for materials with low packing factors, as GaAs, usually involve adjusting arbitrary parameters of non-MT approximation. The main improvements to the method, namely, the introduction of non-MT term in the potential and self consistent calculations, have not been done simultaneously. Furthermore, in order to limit the numerical calculations involved in the self-consistent procedure, the crystal charge density is calculated in its MT form. This is an additional source of error. In the present work, the possibilities of the APW method in a self-consistent non-MT formulation are explored. Our results for GaAs indicate an important dependence on the assumed approach to the exchange potential, for which the MT approximation was kept