CHƯƠNG 2 : PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.6 Các hàm phân tán van der Walls
Ngồi các hàm hiệu chỉnh ở trên thì để mơ tác tốt hơn về sự tương tác giữa các electron hay hạt nhân với khoảng cách xa người ta thường bổ sung thêm hiệu chỉnh lực tương tác van der Walls. Các loại tương tác này thường là:
Tương tác định hướng (lưỡng cực - lưỡng cực): Các phân tử phân cực hút lẫn
nhau bằng các lực ngược dấu của lưỡng cực phân tử. Nhờ vậy mà phân tử này định hướng lại với phân tử kia theo một trật tự xác định.
Tương tác cảm ứng: Khi phân tử không phân cực tiến gần phân tử phân cực
thì dưới ảnh hưởng của điện trường gây ra bởi lưỡng cực, các phân tử không phân cực bị cảm ứng điện và xuất hiện lưỡng cực cảm ứng. Sau đó các phân tử hút nhau bằng các lực ngược dấu. Lực cảm ứng càng mạnh khi phân tử phân cực có momen lưỡng cực càng lớn.
Tương tác khuếch tán (London):Lực hút xuất hiện nhờ các lưỡng cực tạm
thời trong phân tử. Trong phân tử, các điện tử luôn ở trạng thái chuyển động liên tục và các hạt nhân nguyên tử luôn dao động quanh vị trí cân bằng. Do vậy sự phân bố điện tích âm và dương thường xuyên bị lệch khỏi vị trí cân bằng, làm xuất hiện những lưỡng cực tạm thời trong phân tử. Lưỡng cực tạm thời luôn xuất hiện, triệt tiêu, đổi dấu... và có tác dụng cảm ứng đối với phân tử bên cạnh. Do đó các phân tử khơng phân cực cũng có thể hút lẫn nhau nhờ lưỡng cực tạm thời này. Loại lực này gọi là lực khuếch tán. Từ thực nghiệm, thế hút được biểu diễn dưới dạng: Uhút =- C/r6.
Lực đẩy Van der Waals: Khi các phân tử tiến đến gần nhau, các mây điện tử
bắt đầu xen phủ vào nhau thì giữa các phân tử bắt đầu xuất hiện lực đẩy. Lực đẩy tăng khi khoảng cách giữa các phân tử giảm.
Kết quả thực nghiệm cho thấy thế đẩy và hút được tính theo hệ thức: Uđẩy=A/r12
Năng lượng tương tác tồn phần: U= Uhút+Uđẩy=A/r12-C/r6,thế này cịn được viết dưới dạng:
U=4ϵ[(σ/r)12-(σ/r)6], thế này được gọi là thế Lennard-Jones, trong đó: A=4ϵσ12,C=4ϵσ6, các hằng số ϵ và σđặc trưng cho lực hút, bán kính đẩy. Trên cơ sở các tính tốn trình bày trên, chúng tơi tiến hành khảo sát cấu trúc điện tử của màng mỏng ZnO và ZnO trên nền kim loại Cu(111) cũng như sự ảnh hưởng của nguyên tử tạp đến các tính chất điện tử của màng ZnO như sau:
- Nghiên cứu cấu trúc điện tử gồm tham số mạng lưới, năng lượng vùng cấm của màng mỏng ZnO tự do và màng ZnO trên nền kim loại Cu-(111).
- Nghiên cứu ảnh hưởng của kim loại pha tạp trong mạng lưới cấu trúc của màng ZnO tự do và màng ZnO trên nền kim loại Cu-(111).
- Nghiên cứu sự hấp phụ khí CO lên trên màng ZnO tự do và ZnO trên nền kim loại khơng có pha lẫn kim loại tạp và có pha kim loại tạp
Hình 2.1. a) Hình chiếu cạnh và b) hình chiếu đứng mơ hình cấu trúc của màng
Hình 2.2. a) Hình chiếu cạnh và b) hình chiếu đứng mơ hình cấu trúc của màng