于F心、Vk心的吸收光谱和STE的辐射光谱计算结果与实验结论符合得较好,具体的结果将在第三章中给出。第二章理论计算方法第二章理论计算方法为了研究晶体中缺陷系统的平衡结构,我们将系统的总能量表示成缺陷电子和晶格离子位置的函数,然后根据变分原理求总能量极小点来确定晶格离子的平衡位置,同时使得能量、离子平衡位置、电荷等进行自洽迭代计算。系统的总能量由以下五个部分组成:(1)晶格离子间的静电库仑能:(2)离子间的短程相互作用能:(3)缺陷电子的能量;(4)晶体的极化能;(5)分子离子间的相互作用能。我们取完整晶格(所谓完整晶格是指所有的离子都位于格点,没有发生位移,没有晶体缺陷)的能量为能量零点。由于实验和理论上都证明了缺陷电子是扩展的,因此它会与周围晶格离子发生相互作用,晶格发生畸变。这一区域和离子数目的选取满足这样的条件:即把由于缺陷中心所引起的物理效应(如极化等)全部包括进去。离缺陷比较近的离子允许驰豫,包括缺陷中心的近邻和次近邻,每个粒子有三个自由度,这样我们就建立了一个多维空间,在此空间对能量求极小。允许移动的离子的数目根据具体的问题可以不同。根据变分法能量极小原则求晶格离子的平衡位置。因为缺陷电子波函数会随着晶格离子的移动而发生较大的变化,用浮动球is高斯函数的线性组合来表示缺陷电子的波函数,这为表达电子的运动提供了灵活性,我们计算方法的主要特征就是用自洽场方法同时处理缺陷电子波函数和晶格畸变。下面具体讨论系统总能量各部分的计算。§2.1晶格库仑能静电库仑能是由无限大晶格的点电荷产生的,首先计算每个粒子的马德隆势,然后乘以离子电荷得到能量,最后对晶格中的所有离子求和就得到总的库仑能。任一点的马德隆势可以写成:咐,2莩南乜。但是它的收敛很慢,对于LiY'F。晶格来说甚至不收敛。此时对于处于完整晶格格点上的离子我们采用EwaldMethod计算其马德隆势,用这种方法得到的马
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