Metal Basamaklı Yüzeylerin Titreşimsel Özellikleri

Abstract

Bu tezde yüksek Miller indisli Cu(310), Cu(320) ve Cu(551) yüzeylerinin titreşimsel durum yoğunluklarını, gömülü atom yönteminden elde ettiğimiz kuvvet sabitlerine dayalı olarak yazılan etkileşim matrisiyle Real space Green’s Function (RSGF) yöntemi kullanarak hesapladık. İçteki (Bulk) ve yüzeydeki atomların yerel titreşim durum yoğunlukları (LDOS) ve yüzeydeki atomların arasındaki kuvvet sabitleri araştırıldı. Yüzey atomlarının durum yoğunluklarında bulk daki karşılıklarına göre önemli değişimler gözlendi. Yüzey atomlarının yerel durum yoğunluklarındaki yüzey geometrisinin etkisini incelemek için farklı teras ve basamak yönelimine sahip yüzeyleri araştırdık. Yerel durum yoğunluklarının, yerel atomik çevreye karşı duyarlı olduğu bulundu. Ayrıca vicinal (yüksek Miller indisli) yüzeylerin simetrisindeki kompleks doğanın bir yansıması olarak yüzey atomlarının durum yoğunluklarında içteki (bulk) atomlarına nazaran düşük frekanslara doğru bir kayma vardır. Aynı zamanda yerel durum yoğunluklarındaki farklılıklarıyla ilgili atomların arasındaki kuvvet sabitlerinin bulkdaki karşılıklarına göre değişimleriyle ilişkilendirdik.

In this thesis, the vibrational density of states for high Miller index surfaces of Cu(310), Cu(320) and Cu(551) are calculated using Real space Green’s Function (RSGF) method with the interaction matrices based on the force constants obtained from the embedded atom method. The quantities investigated are force constants between the surface atoms and bulk atoms and local vibrational density of states (LDOS) of the atoms at the surface and in the bulk. We investigate surfaces with different terraces and step orientations to observe the effect of surface geometry on LDOS of surface atoms. Substantial modifications in LDOS of surface atoms are observed as compared to the one for a bulk atom. The local density of states is found to be sensitive to the local atomic environment. In addition there is an overall shift towards the lower frequencies for LDOS of surface atoms compared to that of a bulk atom, reflecting the complex nature of symmetry for the vicinal surfaces. We also trace the modifications in LDOS to the changes in force constants between the associated atoms with respect to the corresponding ones in the bulk.