Propiedades electrónicas de superficies metálicas

HOROWITZ, CLAUDIO M.; PROETTO, C. R; PITARKE, J. M.

INIFTA, La Plata, Buenos Aires, Argentina.

Congreso; 4to Encuentro De Física y Química de Superficies; 2009

INIFTA

En este trabajo se presenta un estudio de las propiedades electrónicas de superficies metálicas utilizando el Método de Intercambio Exacto (EXX) dentro del formalismo de funcional de la densidad (DFT). Las superficies metálicas se han modelado utilizando la aproximación del jellium para el metal bajo una geometría de láminas semi-infinitas de espesor “d” (metal únicamente confinado en la dirección z). El comportamiento asintótico (en el vacío) del potencial de Kohn-Sham para este sistema es un tema de gran interés y presenta numerosas controversias en la literatura [1,2,3]. Además de su relevancia desde el punto de vista conceptual, este comportamiento asintótico es generalmente usado en numerosos cálculos sobre sistemas metálicos modelados con aproximaciones mas sofisticadas que la del jellium. Más explícitamente, en modelos más realistas que el del jellium generalmente se necesita interpolar los potenciales de intercambio y correlación a partir de una dada región en el vacío con algún comportamiento aceptable. El formalismo de Intercambio Exacto representa una sustancial mejora con respecto a las aproximaciones más usadas dentro de DFT (LDA, GGA), puesto que al dar un tratamiento exacto a la componente de intercambio, la única aproximación que se realiza es en el tratamiento de la componente de correlación. Básicamente, utilizando EXX dentro del formalismo DFT para el caso de superficies de jellium hemos encontrado comportamientos novedosos en propiedades electrónicas. Por un lado, hemos logrado determinar que el comportamiento asintótico del potencial de intercambio en el vacío está dado por Vx (z)  -e2/z. Como se ha explicado anteriormente, punto de gran relevancia en cálculos teóricos sobre metales. Y finalmente, hemos encontrado un comportamiento cualitativo de la función trabajo al variar el ancho del metal bien diferente del que se obtiene utilizando aproximaciones basadas en resultados sobre gases de electrones homogéneos (ejemplo aproximación LDA). Básicamente hemos encontrado discontinuidades en el valor de la función trabajo al variar el ancho del slab (efecto ausente en resultados provenientes de aproximaciones del tipo LDA o GGA). [1] C.-O. Almbladh, U. von Barth, Phys. Rev. B 31 (1985) 3231. [2] A. E. Eguiluz, Phys. Rev. Lett. 68 (1992) 1359. [3] Z. Qian, V. Sahni, Phys. Rev. B 66 (2002) 205103.