Цикл лекций ведущего ученого Талгата Инербаева. Лекция 2 «Методы расчета электронных свойств молекул и твердых тел в основном и возбужденных состояниях»

ru

В НИТУ МИСИС состоится цикл лекций ведущего ученого Талгата Инербаева из Евразийского Национального Университета им. Л. Н. Гумилева, г. Астана.

Талгат Инербаев — победитель открытого международного конкурса на получение грантов НИТУ МИСИС для поддержки приглашения ведущих ученых на короткий срок для проведения совместных научных исследований в области развития научного направления

Лекция 2 «Методы расчета электронных свойств молекул и твердых тел в основном и возбужденных состояниях»

Теория электронной структуры материалов — это очень широкая область, которая охватывает как кристаллические (идеальные кристаллы и кристаллы с дефектами), так и некристаллические (аморфные) твердые тела, а также молекулы и наночастицы. Эта теория описывает и объясняет различные свойства материалов (механические, электрические, оптические, магнитные и другие) и разнообразные протекающие в объеме и на поверхности процессы, в том числе и такие специальные, как природа электрического сопротивления, фазовые переходы, магнитное упорядочение, рост кристаллов, дефектообразование при воздействии температуры и излучений, коррозию и многие другие.

Несмотря на долгую историю развития физики твердого тела, природа некоторых явлений до сих пор не получила детального объяснения. Например, в теории твердого тела долгое время с успехом использовалась, и продолжает использоваться, так называемая, зонная схема, в которой энергетический спектр и свойства твердого тела описываются с помощью рассмотрения поведения одного электрона в периодическом поле. Однако, эта простая теория годится лишь в тех случаях, когда детали электрон-электронного взаимодействия не важны. При этом используется так называемое адиабатическое приближение, или приближение Борна-Оппенгеймера, которое заключается в том, что электронные степени свободы мгновенно успевают подстроиться под текущую атомную конфигурацию.

В других случаях, например при описании экситонов, электрон-электронное взаимодействие оказывается существенным и приходится использовать более сложные многоэлектронные теории. Некоторые задачи, относящиеся к переносу и безызлучательной релаксации электронных возбуждений требуют выхода за пределы адиабатического приближения. Моделирование таких задач необходимо для описания процессов фотоиндуцированного переноса заряда в солнечных батареях.