Tight-Binding model en effectieve Hamiltonian voor twee-dimensionale materialen.

Een breed scala aan tweedimensionale (2D) materialen, gaande van grafeen tot topologische isolatoren, delen het buitengewone fenomeen dat elektronen zich gedragen als relativistische deeltjes in hun lage energie-excitaties. Deze kunnen verschillende vormen aannemen Dirac-kegels, Dirac-knooplijnen en Weyl-knooppunten. Dit gedrag van fermionen in gecondenseerde materiesystemen hebben geleid tot talrijk experimentele en theoretische onderzoeken. Dichtheids-functionaal theorie is een goed uitgangspunt voor het berekenen van de elektronische eigenschappen van materialen, maar deze methode kan niet alle eigenschappen van het systeem beschrijven. Een van de belangrijkste methoden om de elektronische eigenschappen van dergelijke systemen te berekenen, is met behulp van de Greense functie benadering. In deze methode speelt het "Tight-Binding" (TB) model een essentiële rol bij het verklaren van verschillende eigenschappen. Daarom is het noodschelijk om een TB-model te definiëren en de hoppings-coëfficiënten tussen atomen en orbitalen te bepalen. Met de lineaire combinatie van atomaire orbitalen (LCAO) methode kan het systeem worden beschreven door een verzameling van niet-interagerende deeltjes. Door de vereenvoudigde LCAO-methode te gebruiken in combinatie met de ab initio methode, zijn we in staat om TB -modellen te construeren in de tweecenterbenadering voor 2D-materialen. De Slater- en Koster-aanpak (SK) is een krachtige methode om de resultaten van de ab initio benadering te reproduceren en het TB-model te construeren. Deze methode wordt toegepast om de TB Hamiltoniaan van deze systemen te berekenen op basis van de s-, p- en d-orbitalen. We verkrijgen uitdrukkingen voor de Hamiltoniaan en de overlap matrixelementen tussen de verschillende orbitalen voor de verschillende atomen en de SK-coëfficiënten in een niet-orthogonale basis.

Trefwoorden:2D MATERIALEN, ELEKTRONISCHE STRUCTUUR

Disciplines:Fysica van de gecondenseerde materie en nanofysica niet elders geclassificeerd

Project type:Samenwerkingsproject