Seminarios del Laboratorio de Materiales
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Viernes, 9 de Julio de 1999, 11:30 h
Prof. Ekhard Salje
University of Cambridge, UK
Microstructures, surfaces and the elastic stuffing
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ABSTRACT
Ferroelastic and co-elastic phase transitions often lead to the
formation of characteristic twin structures. It is argued that twin
walls (but not the twin domains between walls) are the chemically
active parts of a crystal. A typical example is the formation of
superconducting twin walls in an insulating matrix.
The long-ranging elastic correlations dominate the mesoscopic twin
patterns with characteristic needle, trumpet, comb etc patterns. They
dominate the fluctuation behaviour at conditions close to those of
continuous structural phase transitions. Modifications occur close to
surfaces leading to funnel structures. Competition between the
non-local elastic forces and interatomic short range interactions lead
to complex mesoscopic structures (local wetting of domain walls) which
will be discussed using the example of the hexagonal-orthorhombic
transition in the magnesium alumosilicate cordierite..
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** El profesor Salje esta de visita en el Laboratorio dentro del
programa Iberdrola. Dara un curso en Septiembre sobre ferroelasticos.
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Sala de seminarios del Laboratorio
(Torre de Fisica, Facultad de Ciencias)
Seminarios del Laboratorio de Materiales
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Miercoles, 2 de Junio, 11:45 h
*** Hora no habitual ***
Ryan English
Imperial College, Londres
Order-N calculations of Photonic Materials
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ABSTRACT
Periodic lattices of certain dielectric materials have been found to
exhibit a photonic band gap. Based on the success of semiconductor
physics in exploiting electronic band gap properties, many potential
applications are predicted for these so-called Photonic Crystals. Here,
we investigate dispersion properties of these materials by invoking
an order-N implementation of Maxwell's equations, whereby calculations
scale linearly with N, the system size.
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Sala de seminarios del Laboratorio
(Torre de Fisica, Facultad de Ciencias)
Seminarios del Laboratorio de Materiales
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Jueves, 27 de Mayo de 1999, 11:45 h
*** Dia y hora no habitual ***
Luis Elcoro
Departamento de Fisica de la Materia Condensada
La(n)Ti(n-d)O(3n), ejemplo de sistema de composicion flexible.
Ventajas de la descripcion superespacial.
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RESUMEN
La familia La(n)Ti(n-d)O(3n) es un ejemplo claro de sistema con
composicion flexible, de los analizados en el seminario anterior por
Ray Withers. En primera aproximacion, las estructuras pueden ser
descritas mediante modelos de capas de atomos, cuyo numero en la
celda unidad y disposicion relativa depende de los valores de n y
d. Esto conlleva que compuestos con una composicion similar puedan
tener celdas unidad de tama~nos muy diferentes. Sin embargo, la
existencia de ciertas reglas muy estrictas de empaquetamiento de capas
y algunas similitudes en sus diagramas de difraccion sugieren una
descripcion conjunta de todas ellas. Es en el superespacio donde
las similitudes entre fases aparecen de forma evidente. Los
diferentes apilamientos de capas surgen de modo natural considerando
una unica estructura promedio sencilla para todas las fases, y un
vector de modulacion que depende de la composicion. En este
trabajo se pretende ir mas alla del modelo de capas, proponiendo
una unica estructura en el superespacio que describa a toda la
familia.
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Sala de seminarios del Laboratorio
(Torre de Fisica, Facultad de Ciencias)
Seminarios del Laboratorio de Materiales
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Miercoles, 19 de Mayo de 1999, 11:45 h
(*** notese hora no habitual ***)
Raymond L. Withers
Australian National University, Canberra
Compositionally and/or displacively flexible phases
and their associated phase transformations
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ABSTRACT
The conventional concept of crystalline phases as translationally
periodic objects characterized by well-defined stoichiometries, unit
cells and space group symmetries (in three dimensions), and with
structures which represent a unique free energy minimum in local
parameter space, is a deeply entrenched idea in solid state
chemistry. There have, nonetheless, always existed a significant range
of compositionally and/or displacively flexible systems whose
chemistry and "crystallinity" are not best expressed in this
form. The very flexibility of such systems suggest a delicate balance
of forces which can be "tipped" one way or the other via slight
changes in external conditions or composition. It is important not
just to "solve" for the structures of any such phases in isolation but
also to relate the different phases within such systems.
Structure refinement of flexible phases often necessitates a modulated
structure approach. Even when this is apparently not the case, e.g. in
the case of long period superstructures, a modulation wave approach
still has distinct advantages as it enables a unified description of
superficially distinct but clearly related variant phases as well as
of the phase transformations that such flexible phases often undergo
as a function of temperature, composition, etc. Examples to be
discussed include wide range, non-stoichiometric solid solutions and
displacively flexible tetrahedral framework structures.
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** El profesor Withers esta de visita en el Laboratorio hasta finales
de Julio dentro del programa Iberdrola. Es Director del Grupo de
Quimica del Estado Solido de la "Research Chemistry School" de la ANU
en Camberra y especialista en difraccion electronica. Dara un cursillo
en Junio sobre microscopia electronica de transmision y su aplicacion
al estudio de compuestos con caracteristicas moduladas/inconmensurables,
composites, etc.
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Sala de seminarios del Laboratorio
(Torre de Fisica, Facultad de Ciencias)
Seminarios del Laboratorio de Materiales
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VIERNES, 14 de Mayo de 1999, 11:30 h
(*** Dia y hora distintos a los habituales ***)
Nerea Zabala
Departamento de Electricidad y Electrónica
Estructura electrónica de nanohilos metálicos
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RESUMEN:
En esta década, gracias a distintas técnicas como la basada en el
microscopio STM, se han desarrollado métodos para fabricar hilos de un
espesor muy fino (del orden de 1nm). Estas estructuras suponen todo un
reto no sólo por sus posibles aplicaciones tecnológicas, como puede ser en
la fabricación de nanocontactos eléctricos, sino también por entender su
comportamiento de carácter cuántico. Aunque Landauer ya desarrolló en 1957
su teoría de la conducción en una dimensión, la cuantización de la
conductancia no se observó por primera vez hasta 1987 y es a mediados de
los años 90 cuando se empieza a medir más claramente.
En el seminario se describirán brevemente algunos de estos experimentos y
sus resultados así como un modelo muy simple de nanohilos
tridimensionales de 'jellium' estabilizado. Utilizando el formalismo del
funcional de la densidad (DFT) y la aproximación LSD (local spin density),
este modelo explica algunos aspectos como las oscilaciones de la fuerza de
elongación observadas en el proceso de formación de nanohilos. Asimismo
predice soluciones magnéticas para algunos valores del radio. Para
finalizar se hará referencia a algunos cálculos más realistas y sus
resultados preliminares.
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Seminarios del Laboratorio de Materiales
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Miercoles, 5 de Mayo de 1999, 15:30 h
Eugeni Tchulkov
Departamento de Fisica de Materiales
Inverse lifetime of surface states on metals
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ABSTRACT
In this talk calculation results of the inverse lifetimes of
the occupied s-p surface states on noble and simple metal surfaces are
presented. The evaluations are performed within the self-energy formalism
by using the GW approximation. A quasi one-dimensional model, where the
electron charge density and potential vary in the z direction and have a
constant value in the x,y plane, is used to calculate the screened
Coulomb interaction. Wave functions of the initial and final states
are evaluated both in the quasi one-dimensional and pseudopotential
models. Our calculations of the inverse lifetime of surface state holes
show crucial role of the surface states in forming the linewidths of this
states localized in a wide energy gap. We show that taking into account
the surface corrugation effects provides excellent agreement with recent
angle-resolved photoemission and scanning tunneling spectroscopy
measurements of the linewidth of the s-p surface states on Cu(111),
Be(0001), and Ag(111).
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Seminarios del Laboratorio de Materiales
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Miercoles, 28 de Abril de 1999, 15:30 h
Arantxa Fraile
Departamento de Fisica de la Materia Condensada
La calorimetria AC en el estudio de las transiciones de fase
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RESUMEN
Una de las aportaciones mas importantes de la calorimetria al estudio
de un sistema fisico es la deteccion de transiciones de fase. Si se
conoce experimentalmente el comportamiento de la capacidad calorifica
con la temperatura, pueden obtenerse facilmente la entalpia y entropia
del sistema, y, en consecuencia, la energia libre que puede describir
fenomenologicamente el proceso de la transicion de fase, en funcion
del parametro de orden Q.
En los ultimos a~nos, con el objeto de aumentar la precision y
resolucion en las curvas de calor especifico, se ha desarrollado la
calorimetria AC (o calorimetria de modulacion). Este metodo determina
la capacidad calorifica de una muestra a partir de las oscilaciones
termicas producidas cuando una se~nal periodica incide sobre ella, y
permite trabajar con muestras muy peque~nas (del orden del mg), en un
amplio rango de temperaturas (50 mK-3600K), e incluso en presencia de
campos externos (electricos, magneticos, presiones, etc.)
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Miercoles, 21 de Abril de 1999, 15:30 h
Inmaculada Peral
Departamento de Fisica de la Materia Condensada
Dominios orientacionales en monocristales debidos
a transiciones de fase estructurales
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RESUMEN
El concepto de dominio es relativamente familiar para aquellos que
trabajan con transiciones de fase. Partiendo del concepto fisico
intuitivo que se tiene de dominio, se expondra el origen y naturaleza
de los mismos. Se hara hincapie en el caso de las llamadas
transiciones de fase estructurales, en particular en lo que se conoce
como dominio ferroelastico.
Un reciente estudio por difraccion de rayos x de un compuesto de la
familia ABX3 ha demostrado que aparecen mas dominios de los que se
esperan por consideraciones de simetria. Se explicara el origen de
estos nuevos dominios, cuyo interes no esta restringido a este
compuesto, sino que se trata de un fenomeno extrapolable a la practica
totalidad de transiciones de fase estructurales ferroelasticas.
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Miercoles, 14 de Abril de 1999, 15:30 h
I~naki Hurtado
Lehrstuhl fuer Theoretische Huettenkunde
ETS de Renania-Westfalia (Aachen, Alemania)
Desarrollo y optimizacion de materiales y procesos mediante
modelos y simulaciones termodinamicos (metodo CALPHAD)
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RESUMEN
El desarrollo de aleaciones y procesos se basa cada vez mas en
calculos y simulaciones numericos que puedan contestar, sin necesidad
de costosos experimentos, a preguntas tales como:
Que fase se formara a una determinada composicion y temperatura?, A
que tratamiento termico debo someter a un material para obtener
determinada proporcion de fases?, Cual es el calor de solidificacion?,
Que fase metastable es posible que se forme?, Cual es el limite de
solubilidad de un gas en una fase?, ...
Mediante el metodo CALPHAD, la energia de Gibbs de cada fase en un
sistema es descrita, a partir de datos experimentales, como una
funcion de las variables composicion, temperatura, etc. y almacenada
en una base de datos. La minimizacion de la energia total del sistema,
para unas condiciones dadas, puede responder a todas las preguntas
anteriores. Para procesos fuera de equilibrio estos datos tambien se
pueden combinar con calculos cineticos.
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Seminarios del Laboratorio de Materiales
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Miercoles, 3 de Marzo de 1999, 15:30 h
Imanol Sarria
Departamento de Fisica de la Materia Condensada
Estados electronicos superficiales en metales
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RESUMEN
Ademas de los estados de Bloch que aparecen en el volumen de un
cristal periodico los electrones pueden tambien quedar atrapados en
estados superficiales. Un tipo concreto son los llamados estados
imagen, que aparecen en una interfase metal-vacio si existe un gap en
la estructura de bandas del solido en la direccion normal a la
superficie que contenga al nivel de vacio. Un electron en las
cercanias de la superficie queda atrapado entonces por el potencial
imagen que genera el mismo. El reciente desarrollo de tecnicas
experimentales, especialmente la tecnica TR2PPE (time-resolved two
photon photoemission) ha permitido estudiar dichos estados imagen, y
en particular su vida media, es decir, el tiempo que tarda en decaer
este estado a otros de menor energia. Se han utilizado diversas
aproximaciones teoricas en base al formalismo de autoenergias para
predecir estas vidas medias, encontrando un acuerdo razonable con los
ultimos resultados experimentales en diversas superficies metalicas.
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Miercoles, 24 de Febrero, 15:30 h
Naia Pereda
Departamento de Fisica de la Materia Condensada
Propiedades opticas no lineales en fotopolimeros
derivados de cristales liquidos ferroelectricos.
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RESUMEN
Desde hace varios a~nos se viene realizando un gran esfuerzo en la
sintesis de cristales liquidos ferroelectricos (FLCs) especialmente
dise~nados para optica no lineal (ONL), dada su aplicabilidad en
moduladores electro-opticos ultrarrapidos. Mas recientemente se ha
puesto en marcha una tecnica de fotopolimerizacion in-situ de CLFs. Se
esperaba que las propiedades de estos nuevos materiales de alto peso
molecular superaran a las de los CLFs convencionales.
El grupo de Quimica Organica de la Universidad de Zaragoza ha obtenido
varios de estos fotopolimeros a partir de un CLF (W314) de alta
respuesta no lineal. Nosotros hemos realizado medidas de generacion de
segundo armonico (GSA) a fin de obtener sus eficiencias y compararlas
con las del CLF de partida. Tambien hemos estudiado el efecto
Pockels, responsable de la modulacion electro-optica ultrarrapida.
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Miercoles, 10 de Febrero, 15:30 h
Alberto Garcia
Departamento de Fisica Aplicada II
Representacion local de estados electronicos y vibracionales
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Recientemente se ha puesto de moda la descripcion local de estados
electronicos por medio de funciones de Wannier, y la representacion de
la dinamica vibracional por medio de modos locales (tambien llamados
"funciones de Wannier de red"). Se trata en esencia del reconocimiento
de que aunque la simetria translacional de un solido impone
como solucion formal los estados de Bloch, los conceptos basicos de
interaccion y enlace se entienden mejor desde una perspectiva local.
En el seminario se mostraran algunos resultados derivados del trabajo
de Marzari y Vanderbilt en funciones de Wannier electronicas, y se
discutiran los esfuerzos encaminados a construir modos locales optimos
para el problema vibracional (K. Rabe, Jorge I~niguez).
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Miercoles, 20 de Enero, **15:00 h**
Svetoslav Ivantchev
Departamento de Fisica de la Materia Condensada
Simulaciones de Monte Carlo de la respuesta dieléctrica cerca
de la transición de fase: Carácter Orden-Desorden vs Displacivo
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RESUMEN
Desde un punto de vista experimental las transiciones de fase
estructurales se pueden dividir en transiciones con carácter
displacivo y transiciones con carácter orden-desorden. Últimamente
en la literatura se pueden ver resultados que indican que
transiciones de fase tradicionalmente consideradas displacivas
tienen características microscópicas típicas de una
transición orden-desorden. Se habla de que estas transiciones
tienen componente orden-desorden y componente displaciva.
En este trabajo se han hecho simulaciones de Monte Carlo con un
hamiltoniano efectivo, construido originalmente para el BaTiO3.
Hemos estudiado la respuesta dieléctrica en función de la temperatura
cerca de la transición de fase. Para una transición de fase continua,
la teoría de Landau predice una relación lineal entre la temperatura
y el inverso de la susceptibilidad dieléctrica, y también un valor de
la razón entre las pendientes en ambos lados de la transición igual
a 2. Experimentalmente, se observa que en la transicion de fase
cúbica -> tetragonal del BaTiO3 esta razón es bastante mayor.
Hay motivos para suponer que esta razón depende del grado de orden-
desorden de la transición. Para investigar esta idea hemos modificado
el hamiltoniano efectivo del BaTiO3 de manera que se puede variar el
grado de orden-desorden de la transición.
Se han observado cambios en la respuesta dieléctrica en función del
grado de orden-desorden del sistema. Los resultados obtenidos son
compatibles con las predicciones del modelo Phi4 y podrían ser
utilizados para evaluar el carácter displacivo en sistemas reales.
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Miercoles, 16 de Diciembre de 1998, 4:00pm
J.M. Perez Mato
Departamento de Fisica de la Materia Condensada
Secuencias de tipo Fibonacci en compuestos A1+xBX3
derivados de la perovskita hexagonal 2H: una nueva
aplicacion del arbol de Farey
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ABSTRACT
Los compuestos A1+xBX3 pueden considerarse como una solucion solida,
en la que el exceso de cationes A da lugar a un desfase entre la
periodicidad del subsistema de columnas hexagonales BX3, tipicas de la
estructura hexagonal perovskita, y la del subsistema de cationes
A+2. El sistema puede ser considerado asi un "composite" modulado cuyo
vector de onda varia de forma continua con la composicion.
Estos composites, a diferencia, por ejemplo de los compuestos de
inclusion de urea, son fuertemente interaccionantes dado que la
neutralidad de carga fuerza la existencia de una fraccion de x atomos
B divalentes en lugar de tetravalentes en la cadenas BO3, cambiando su
entorno de oxigenos de octaedrico a prismatico.
La extrema rigidez de las configuraciones locales de atomos en las
columnas permite predecir un esquema general idealizado y aproximado
de la forma de la modulacion estructural en estos materiales que es
independiente de la composicion (y por tanto del vector de
modulacion). Las secuencias de octahedros y prismas existentes en las
columnas hexagonales/trigonales BO3 siguen pautas que son
perfectamente predecibles a partir de ese esquema, y son una
generalizacion de la secuencia aperiodica de la cadena de
Fibonacci. Estas secuencias pueden ser en realidad determinadas para
cualquier composicion a partir del arbol de Farey que aparece en otros
contextos dentro de las fases moduladas (modelo ANNNI por ejemplo).
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Miercoles, 2 de Diciembre de 1998, 3:30 h
Agustin Valgoma
Departamento de Fisica de la Materia Condensada
Estudio Ab-initio de Transformaciones Ferroelasticas Propias
y Pseudopropias.
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ABSTRACT
Las transiciones de fase ferroelásticas se caracterizan por la
aparición de anomalías en las propiedades elásticas de un
material. Una rama acústica se hace inestable dando lugar a la
aparición de una deformación espontánea en el material. Sin
embargo, la naturaleza y origen de estas anomalías puede ser muy
diferente dependiendo del caso que se considere.
Este trabajo se ha centrado en el estudio de transiciones de fase
ferroelásticas propias y pseudopropias. En ambos casos aparecen
acoplamientos bilineales entre la deformación espontánea y uno o
varios modos ópticos de la misma simetría. Sin embargo, el
origen de la inestabilidad es claramente diferente en cada caso. En
un ferroelástico propio una rama acústica se hace inestable
mientras que los modos ópticos permanecen estables. Esto es lo que
ocurre en el As2O5, en el que se ha encontrado una inestabilidad
acústica correspondiente a C11-C12--->0, pero no se han encontrado
modos ópticos inestables. En un ferroelástico pseudopropio,
también una rama acústica se hace inestable, pero además hay
una inestabilidad de carácter óptico que es la que origina la
transición. El CaCl2, además de presentar el mismo tipo de
inestabilidad acústica que el As2O5, presenta un modo óptico
inestable acoplado con la deformación. Tanto en el As2O5 como en
el CaCl2 se ha identificado la existencia de RUMs (Rigid Unit Modes).
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Miercoles, 11 de Noviembre, 3:30 h
Eli Kroumova
Departamento de Fisica Aplicada II
Bilbao Crystallographic Server
(programas cristalogra'ficos accesibles por Internet)
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El "Bilbao Crystallographic Server" es un servidor WWW en Internet en
el que se pueden encontrar programas cristalogra'ficos. Los programas
utilizan bases de datos para los grupos espaciales con informacio'n
equivalente a la de las Tablas Internacionales de Cristalograf'ia:
- los generadores y las posiciones generales de un grupo dado;
- las posiciones de Wyckoff;
- los subgrupos maximales.
A partir de estos programas simples existen otros que permiten obtener
informacio'n que no es accesible directamente de la base de datos como
los supergrupos minimales de un grupo espacial y diversos programas
que en el contexto de las relaciones entre grupo y subgrupo permiten
obtener:
- el splitting de las posiciones de Wyckoff;
- todos los caminos posibles para ir de un grupo a otro con un i'ndice dado
o con cualquiera;
- todos los subgrupos diferentes del mismo tipo para un grupo dado.
Esta' en proceso de elaboracio'n una base de datos para las
estructuras inconmensurables y programas que permitan buscar en la
base y extraer informacion especifica, asi como incluir estructuras
nuevas.
La direccio'n del servidor es:
http://lcdx00.wm.lc.ehu.es/cryst
El seminario estara' dedicado a dar una idea como se pueden utilizar los
programas del servidor para resolver problemas especi'ficos y cua'les son
las siguientes pasos en su desarrollo: aplicaciones de la teori'a de
representaciones para problemas de fi'sica de estado solido,
bu'squeda de pseudosimetri'a, etc.
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Miercoles, 4 de Noviembre, 3:30 h
Prof. Carlos Fiolhais
Universidade de Coimbra, Portugal
Properties of simple metals --- a systematic description
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ABSTRACT:
Simple metals (sp-bonded) may be described by simple theories since
the valence electrons interact only weakly with the lattice ions. On
the simplest description level, there is the jellium model, where the
ions are replaced by a positive continuous background. Its only input
is the valence-electron density parameter rs. A more realistic
description is stabilized jellium, in which a constant potential is
added to jellium so that the energy is stable at the experimental
density of each metal: it takes account of the individuality of each
metal by means of only two parameters, the valence z and rs. Next
level of realism is provided by a local pseudopotential (effective
interaction between valence electrons and cores) treated in
second-order perturbation theory. Although it is more usual to
construct pseudopotentials for each element using all-electron atomic
information, they can also be built using the (inhomogeneous)
all-electron density of the solid metal. The perturbative results for
several mechanical properties are compared with more sophisticated
density-functional methods and with experiment. Finally, an universal
pseudopotential (i.e., one based only on z and rs) is proposed. It
nicely displays trends in the properties of simple metals, including
structural phase transitions.
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Sala de seminarios del Laboratorio
(Torre de Fisica, Facultad de Ciencias)
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El Prof. Fiolhais se encuentra de visita en el Departamento de Fisica
de la Materia Condensada hasta final de a~no. Los interesados en hablar
con el pueden encontarle en el despacho del Prof. Pitarke.
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