Metódy simulácie v polovodičoch Ab initio a klasterové metódy

Prezentace na téma: "Metódy simulácie v polovodičoch Ab initio a klasterové metódy"— Transkript prezentace:

1 Metódy simulácie v polovodičoch Ab initio a klasterové metódy
Peter Ballo Katedra fyziky Fakulta elektrotechniky a informatiky

2

3

4

5 Poďme simulovať Dá sa to vôbec urobiť?

6 Medzi atómové potenciály
Najskôr potrebujeme model ! Interakcia medzi atómmi, molekulami .... Je opísaná kvantovo-mechanickými princípmi Schrödingerova rovnica + BO priblíženie BO: Elektrónová teplota je obrovská v porovnaní s energiou jadier (1eV=10,000 K) pri izbovej teplote sa elektróny rýchlo pohybujú a interakciu s jadrami možno chápať ako pohyb v efektívnom poli V(R). Tento prístup nebude fungovať v chemických reakciách. Kvalitu výsledku určuje kvalita V(R) . My ale nepoznáme V(R). Semi-empirický prístup: dá dobré výsledky, ak máme dobré údaje na fitovanie. Kvantová chémia: Funguje v reálnom priestore. Ab initio prístup: Funguje skutočne vynikajúco ale…

7 Semi-empirické potenciály
Predpokladáme tvar vo forme funkcie. Potrebujeme skutočne dobré dáta. Kombinujeme teóriu a fitovanie na experiment. Aké dáta? Nízko teplotné dáta tuhej látky: mriežková konštanta, kohezívna energia .... Vlastnosti chemickej väzby Vlastnosti defektov a hraníc medzi kryštálmi Vysoko teplotné vlastnosti: bod topenia, kritický bod Interpolácia verzus extrapolácia. Možno výsledky brať vážne? Načo ich vôbec potrebujeme.

8 AB INITIO metódy Chemici Fyzici Fourierov priestor Pseudo potenciály
K body Výmenný integrál Reálny priestor Žiadna korelácia Problémy s povrchom

9 Ako to celé použiť Alebo Rozprávanie o kremíku

10

11

12 Ako zahrnúť do simulácie defekt ?

13 Vacancy formation energy

14 P.Ballo and L.Harmatha, Phys.Rev.B 68, 153201 (2003).

15

16

17

18

19

20 Nitrogen + Oxygen defect

21

22

23 Nitrogens + Oxygen defect

24

25 E(2NO)=-5.52eV E(NO)=-2.87eV

26 Formation Binding energy (eV) ENN -4.47 EVNN +0.26

27

28 To bolo skutočne všetko