Titelaufnahme

Titel
First principles calculation of optical spectra / Kathrin Glantschnig
Verfasser/ VerfasserinGlantschnig, Kathrin
Begutachter / BegutachterinDraxl, Claudia ; Hohenester, Ulrich
Erschienen2014
UmfangIV., 175 S. : 2 Zsfassungen ; Ill., graf. Darst.
HochschulschriftGraz, Univ., Diss., 2014
Anmerkung
Zsfassung in dt. und engl. Sprache
SpracheEnglisch
Bibl. ReferenzOeBB
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (GND)Metall / Optisches Spektrum / Metall / Optisches Spektrum / Online-Publikation
URNurn:nbn:at:at-ubg:1-69217 Persistent Identifier (URN)
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Zusammenfassung (Deutsch)

In dieser Dissertation werden die optischen Spektren von Metallen untersucht. Die Berechnung der optischen Spektren erfolgt im Rahmen der independent-particle approximation (IPA), wobei Kohn-Sham Orbitale und Eigenwerte verwendet werden. In manchen Fällen werden anstelle der IPA auch die Random-Phase-Approximation und die adiabatische lokale Dichtenäherung verwendet. Durch die detaillierte Analyse des Ursprungs der optischen Anregungen und den Vergleich der theoretischen mit den experimentellen Spektren werden Erkenntnisse über bestehende Diskrepanzen zwischen Theorie und Experiment und deren Ursachen gewonnen. Dies ermöglicht eine Abschätzung darüber, in welchem Ausmaß durch die Verwendung der IPA zuverlässige Ergebnisse erzielbar sind, wenn die Kohn-Sham Bandstruktur verwendet wird. Folgende Aspekte werden im Rahmen dieser Dissertation im Zusammenhang mit optischen Eigenschaften behandelt: Für Palladium wird eine detaillierte Analyse der optischen Spektren für den Fall ohne Impulsübertrag durchgeführt. Außerdem wird die Entwicklung der impulsabhängigen Elektronenenergieverlustspektren mit wachsendem Impulsübertrag in (100), (110) und (111) Richtung diskutiert. Die optischen Eigenschaften von Al werden unter Normaldruck und für steigenden Druck untersucht. Bei den Al(001) Dünnschichten liegt der Fokus auf den Auswirkungen der wachsenden Schichtdicke und der entsprechenden Oberflächenbänder auf den Imaginärteil der komplexen dielektrischen Funktion. Der Einfluss der Spin-Bahn-Kopplung auf optische Spektren wird für Au, Pt, Pb und W diskutiert. Für Au werden zusätzlich die nicht-relativistischen mit den skalar-relativistischen Spektren verglichen. Berechnungen der komplexen dielektrischen Funktion und der Reflektivität werden für Ag, Cu, Ni, Fe, Mo, Ta, V, Co, Ti, Zn, Bi und Te durchgeführt. Die Ergebnisse stellen Eckdaten der IPA bei Verwendung der Kohn-Sham Bandstruktur dar.

Zusammenfassung (Englisch)

In this PhD thesis, the optical spectra of a variety of metals are investigated. The optical spectra are determined within the independent-particle approximation (IPA) using Kohn-Sham orbitals and eigenvalues. In some cases, the random-phase approximation and the adiabatic local-density approximation are used. A detailed analysis of the origin of the spectral features as well as a comparison of theoretical and experimental spectra helps to identify sources of discrepancy between theory and experiment. This allows for a judgement to which extent the IPA based on the Kohn-Sham band structure yields reasonable results. The following aspects related to optical properties are investigated in this PhD thesis: For Pd, the origin of optical excitations is studied in detail for zero momentum transfer. Thereafter, the evolution of the momentum-dependent electron energy-loss spectra is examined for increasing momentum transfer in (100), (110), and (111) direction. The optical properties of bulk Al are explored at ambient conditions and for increasing pressure. In case of Al(001) thin films, the focus lies on the impact of growing film thickness and of corresponding surface bands on the imaginary part of the complex dielectric function. The influence of spin-orbit coupling on the optical spectra is discussed for Au, Pt, Pb, and W. For Au, the spectra obtained from a non-relativistic and a scalar-relativistic treatment are calculated for comparison. Calculations of the complex dielectric function and reflectivity are carried out for Ag, Cu, Ni, Fe, Mo, Ta, V, Co, Ti, Zn, Bi, and Te, representing benchmark data for the IPA based on the Kohn-Sham band structure.