Электронная структура тонких пленок диоксида олова

Методом линеаризованных присоединенных плоских волн в рамках теории функционала плотности в приближении обобщенного градиента проведено моделирование электронной структуры нанопленок диоксида олова (001) в широком диапазоне толщин. Рассчитаны спектры полной и локальных парциальных плотностей электронных состояний, характеризующих электронное строение атомов, распложенных в различных слоях рассматриваемых пленок. Показано, что влияние поверхности приводит к возникновению энергетических особенностей плотности состояний, локализованных в запрещенной зоне. Предложена модель, описывающая послойную трансформацию электронной структуры при переходе от поверхности к объему кристалла SnO₂. В качестве модельного объекта рассмотрена пленка SnO₂(001) толщиной в 8 элементарных ячеек. Обнаружено, что поверхностные электронные состояния, возникающие в запрещенной зоне в пленках SnO₂(001), пространственно сильно локализованы – их плотность спадает практически до нуля уже к третьему от поверхности атомному слою. Рассмотрена применимость совместного использования метода слоистой сверхрешетки и метода остовной дырки для моделирования спектров поглощения рентгеновского излучения в нанопленках. Установлено, что при расчете спектров вблизи края поглощения рентгеновского излучения для атомов в поверхностном слое нанопленок SnO₂ влияние, оказываемое поверхностью, значительно больше влияния, оказываемого остовной дыркой. Поэтому при расчете спектров для атомов в поверхностном слое нанопленок в первом приближении остовной дыркой можно пренебречь.