Оптические свойства и электронная структура неметаллов: введение в теорию. Том 1

Аннотация

Монография посвящена теории электронной структуры и спектроскопии переходов неметаллов в широкой области энергии фундаментального поглощения.
Описаны основные общие особенности многих методов расчетов энергетических зон и их результатов для простейших кристаллов. Приведены результаты теоретических расчетов зон и переходов между ними для модельных кристаллов многих групп соединений. Рассмотрены элементы общей теории оптических свойств для межзонных и экситонных переходов. Приведены теоретические спектры диэлектрической проницаемости и других оптических функций кристаллов многих наиболее изученных групп соединений.
В заключительной главе рассмотрены основные особенности спектроскопии характеристических потерь энергии электронов для различных значений переданного волнового вектора и его перспективы для развития нового метода зондирования дисперсии энергетических зон.
Монография представляет введение в теорию оптических свойств и электронной структуры неметаллов для научных работников и инженеров, занимающихся экспериментальными исследованиями свойств твердых тел и разработкой различных приборов и устройств, преподавателей, аспирантов, студентов университетов.

Содержание

Предисловие
Введение

Часть I. Теория электронной структуры

ГЛАВА 1. Структура прямой и обратной решеток. Типы связей
1.1. Структура кристаллов и обратная решетка
1.2. Типы связей

ГЛАВА 2. Методы расчетов энергетических зон
2.1. Адиабатическое приближение
2.2. Одноэлектронное приближение
2.3. Функционал электронной плотности (ФЭП) и приближение локальной электронной плотности
2.4. Кристаллический потенциал
2.5. Релятивистский гамильтониан
2.6. Спин-орбитальные расщепления зон
2.7. Триплетная структура верхней валентной зоны
2.8. Роль d-зон в структуре ВВЗ
2.9. Влияние распределения плотности зарядов на симметрию зон и формирование прямых и непрямых переходов
2.10. Теория общих особенностей электронной структуры полупроводников с решеткой цинковой обманки
2.11. Расчеты ионности химической связи
2.12. Основные методы расчетов электронной структуры в одноэлектронном приближении
2.13. Основные методы расчетов электронной структуры в многоэлектронном приб лижении

ГЛАВА 3. Энергетические зоны и переходы между ними
3.1. Алмаз
3.2. Кремний
3.3. Германий
3.4. Карбид кремния
3.5. Кристаллы группы A3B5
3.6. Кристаллы группы A2B6
3.7. Теллурид свинца
3.8. Диоксид кремния (кварц)
3.9. Бромид меди и хлорид натрия
3.10. Селен
3.11. Аргон
3.12. Температурная зависимость зон и показателя преломления
3.13. Влияние давления
3.14. Соотношения между энергиями запрещенных зон кубической и гексагональной модификаций полупроводников. Экспериментальные значения энергий междузонных переходов

Часть II. Спектроскопия межзонных и экситонных переходов

ГЛАВА 4. Элементы общей теории оптических свойств
4.1. Фундаментальные оптические функции
4.2. Связь между поляризацией среды Ρ, диэлектрической восприимчивостью φ и диэлектрической проницаемостью ε
4.3. Теория диэлектрической проницаемости
4.4. Характеристические потери электронов. Эффективные диэлектрическая постоянная и число валентных электронов
4.5. Дисперсионные соотношения Крамерса-Кронига
4.6. Критические точки
4.7. Плотность состояний энергетических зон
4.8. Морфология оптических спектров. Существование нелокальных (зонных) и локальных (экситонных) характеристик
4.9. Прямые и непрямые переходы
4.10. Теоретические расчеты спектров поглощения и преломления в области длинноволнового края поглощения и спектров преломления в области прозрачности

ГЛАВА 5. Расчеты спектров ε2(Ε) и других оптических функций кристаллов
5.1. Алмаз
5.2. Кремний
5.3. Германий
5.4. Карбид кремния
5.5. Группа III-V
5.6. Группа II-VI
5.7. Аморфные Si, Ge, группа III-V
5.8. SiO2, GeO2, GeSe2
5.9. MgO
5.10. BeO, Al2O3, Cu2O, TiO2, ZrO2, Y2O3, Mg2Si, Mg2Ge, Mg2Sn
5.11. Группы III-VI, IV-VI, V-VI, MoX2, WX2, HfX2, ZrX
5.12. Группа A2-B5
5.13. Группа A6 (S, Se, Te)
5.14. Группа A5 (P, As, Sb, Bi), B, I
5.15. Группа A1B7
5.16. Галогениды металлов CaF2, CdF2, CuCl, CdI2, PbI2
5.17. Группа титаната бария
5.18. Группа тройных халькогенидов
5.19. Упрощенные модели метастабильных экситонов

ГЛАВА 6. Спектроскопия характеристических потерь энергии электронов в твердых телах (СХПЭЭ) — как новый метод исследования электронной структуры материалов
6.1. Общие особенности СХПЭЭ
6.2. Исследования СХПЭЭ при заметных величинах передачи волнового вектора электрона среде неупругого рассеяния

Литература
Принятые обозначения и сокращения