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X線吸収スペクトルの第一原理法による理論的検討

X射线吸收光谱第一性原理方法的理论研究

基本信息

批准号：
07F07126
负责人：
田中功
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

X線吸収スペクトルの吸収端近傍微細構造測定法(XANES)は内殻電子から非占有帯への電子遷移の情報を与える手法であり,現在放射光施設などを中心として広く測定されている.XANESは,注目する元素の局所環境にきわめて敏感であり,物質の同定方法として用いられている.そのなかで広いバンドギャップを有する絶縁体や半導体においては,内殻の正孔と励起電子の強い静電的相互作用に起因してエキシトンが生成し,それが,XANESスペクトルに大きな影響を及ぼすことが知られている.実験でXANESを測定し,それを理論計算に基づいて解釈するためには,このエキシトンの効果を取り入れた正確な電子状態計算を行うことが大切である.内殻遷移に伴うエキシトンの効果を正確に取り入れるため,通常の第一原理計算を拡張し,ベーテ・サルペータ方程式(BSE)に基づいた多体摂動理論(MBPT)の適用を注意深く検討した.MBPTの結果を,1電子近似のもとでのスーパーセルを用いた密度汎関数理論(DFT)の結果と比較した.DFTの結果でも,実験をよく再現する場合が見られたが,内殻エキシトン状態についての顕わな情報はDFTでは与えられない.いくつかの絶縁材料について,第一原理BSE計算を系統的に行い,スーパーセルを用いたDFTの結果と比較した.その結果,第一原理BSE計算によって内殻エキシトン状態についての正確な情報が与えられ,XANESを再現することが判明した.

X-ray absorption microstructural analysis (XANES) provides information and methods for electron migration in the non-occupied region of the inner shell electron.XANES provides information and methods for the determination of electron migration in the non-occupied region of the inner shell electron. The reason for the formation of XANES is due to the strong electrostatic interaction between positive holes in the inner shell and excited electrons. XANES is determined by theoretical calculation, and the results are obtained by calculation of electron state. The results of the inner shell migration are calculated correctly, and the results of the density function theory (DFT) are compared with those of the first principle calculation. The inner shell is in the state of the shell, and the DFT is in the state of the shell. First principles BSE calculations are performed systematically, and DFT results are compared. As a result, first-principle BSE calculations reveal the correct information for the inner shell state and XANES reproduction.