ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА СИЛЬНОГО СВЯЗЫВАНИЯ ДЛЯ КЛАСТЕРИЗОВАННЫХ СИСТЕМ 

Валуев И.В.

Московский физико-технический институт

Потенциальная энергия атомных центров в методе сильного связывания (МСС) [1,2] записывается в виде: , где  –собственные числа эффективного одночастичного гамильтониана, записанного в базисе ЛКАО, – уровень Ферми,  – числа заполнения (, если , , если ),  – функции парного отталкивания. Область применимости МСС ограничивает расстояния между центрами атомов – они должны находиться в определенном интервале , как правило 0,9¸2 A. При возникновении в системе эффективных кластеров, отстоящих друг от друга на расстояние, большее, МСС дает неправильное распределение электронного заряда, обусловленное пространственной локализацией “кластерных” электронных состояний, которая не учитывается при распределении электронов по одночастичным уровням “общей” электронной структуры системы. Для решения этой проблемы в эффективный гамильтониан обычно вводятся члены, обеспечивающие локальную зарядовую нейтральность [2, 3], что делает метод самосогласованным и существенно замедляет и усложняет вычисления (в частности, межатомных сил).

В настоящей работе предлагается рассматривать электронное состояние системы как смесь (в смысле статистического ансамбля) состояний “общей” и “кластерных” систем. При этом группа атомов считается кластером, если для каждого атома, принадлежащего группе, найдется сосед на расстоянии, не превышающем некоторого параметра , в то время как расстояния между любыми атомами из разных групп больше . Для разбиения системы на кластеры используется специальный вычислительный алгоритм. Весовые множители для каждого кластерного электронного состояния определяются интерполяционной функцией и зависят от минимального удаления данного кластера от других , причем , при  (система в области применимости МСС) и  при  (полностью кластеризованная система). Подбор параметров и работоспособность схемы иллюстрируется на примерах потенциальных кривых (поверхностей) для молекул CO, CO₂, CH, CH₄. Обсуждается переход к моделированию процессов окисления на поверхности графита с участием O и O₂.

1.    У.Харрисон, Электронная структура и свойства твердых тел, М. 1983

2.    A.P.Horsfield et al., Phys. Rev. B 53 12694 (1996)

3.    A.N. Andriotis, M.Menon, Phys. Rev. B 59 15942 (1999)