Summary
We present the results of a new calculation of the electronic structure of the (001) surface of Cu, obtained by using the layer method and a tight-binding description of the electron states. The selfconsistency requirements arising from the surface charge transfer are treated by assuming a charge and configuration dependence of the intraatomic matrix elements. It is found that, at variance with what obtained for other transition metals, the self-consistency plays a crucial role in determining the nature and the location of the surface states. A detailed discussion of the main surface features in the layer band structure and in the local densities of states at the topmost layers is given together with a comparison with previous theoretical work. The results are discussed in the light of the available experimental data.
Riassunto
Si presentano i risultati di un nuovo calcolo della struttura elettronica della superficie (001) del Cu, ottenuti usando il metodo degli strati e una descrizione a legami forti degli stati elettronici. I requisiti di autoconsistenza, che sorgono dal trasferimento di carica in superficie, sono trattati supponendo che gli elementi di matrice intraatomici dipendano dalla carica sull'atomo e dalla configurazione elettronica. In contrasto con i risultati per altri metalli di transizione si trova che l'autoconsistenza gioca un ruolo cruciale nel determinare la natura e la posizione degli stati di superficie. Si confrontano risultati con i dati sperimentali disponibili e con precedenti lavori teorici.
Резюме
Мы приводим результаты новых вычислений электронной структуры поверхности (001) меди, проведенных с помощью метода «слоев» и, используя приближение сильной связи для электронных состояний. Требования самосогласованности, возникающие из поверхностного переноса заряда, рассматриваются, предполагая зарядовую и конфигурационную зависимость внутриатомных матричных элементов. Обнаружено, что самосогласованность играет существенную роль при определении природы и локализации поверхностных состояний. Проводится подробное обсуждение особенностей поверхностей в слоистой зонной структуре и локальных плотностей состояний в самых верхних слоях. Полученные результаты сравниваются с результатами предыдущей теоретической работы и обсуждаются в свете имеющихся экспериментальных данных.
Similar content being viewed by others
References
L. F. Wagner andE. W. Spicer:Surf. Sci.,46, 301 (1974).
K. O. Legg, F. P. Jona, D. W. Jepsen andP. M. Marcus:J. Phys. C,8, L492 (1975).
G. G. Kleinman andJ. Bukstrand:Surf. Sci.,50, 493 (1975).
D. R. Lloyd, C. M. Queen andN. V. Richardson:J. Phys. C,8, L371 (1975).
D. E. Eastman andJ. K. Cashion:Phys. Rev. Lett.,24, 310 (1970).
A. D. McLachlan, J. Liesegang, R. C. Leckey andJ. G. Jenkin:Phys. Rev. B,11, 2877 (1975).
H. D. Hagstrum andG. E. Becker:Phys. Rev.,159, 572 (1967).
E. B. Caruthers, L. Kleinman andG. P. Aldredge:Phys. Rev. B.,10, 1252 (1974).
J. R. Chelikovsky, M. Shlüter, S. G. Louie andM. L. Cohen:Sol. State Comm.,17, 1103 (1975).
J. Koutecky:Adv. Chem. Phys.,9, 65 (1965).
R. Haydock, V. Heine andM. J. Kelly:J. Phys. C,5, 2845 (1972).
K. Hirabayashi:Journ. Phys. Soc. Japan,27, 1475 (1969).
C. Calandra andG. Santoro:Journ. Vac. Sci. Technol.,13, 773 (1976).
K. Terakura andI. Terakura:Journ. Phys. Soc. Japan,39, 356 (1975).
C. M. Bertoni, O. Bisi, C. Calandra, F. Nizzoli andG. Santoro:J. Phys. F,6, L41 (1976).
K. S. Sohn, D. G. Dempsey, L. Kleinman andE. Caruthers:Phys. Rev. B,13, 1515 (1976).
O. Bisi andC. Calandra:Nuovo Cimento,38 B, 81 (1977).
J. C. Slater andG. F. Koster:Phys. Rev.,94, 1498 (1954).
G. A. Burdick:Phys. Rev.,129, 138 (1963).
S. J. Gurman andJ. B. Pendry:Phys. Rev. Lett.,31, 637 (1973).
S. L. Cunningham:Phys. Rev. B,10, 4988 (1974).
S. J. Gurman:Surf. Sci.,55, 93 (1976).
R. Kasowski:Phys. Rev. Lett.,33, 83 (1974).
C. J. Powell andA. Mandl:Phys. Rev.,36, 4418 (1972).
Author information
Authors and Affiliations
Additional information
Work partially supported by C.N.R. through G.N.S.M., Sezione di Modena.
Переведено редакцией.
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Bertoni, C.M., Bisi, O., Calandra, C. et al. The electronic structure of the (001) surface of copper. Nuovo Cim B 38, 96–115 (1977). https://doi.org/10.1007/BF02726214
Received:
Published:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/BF02726214