Reconstruction of group-IV semiconductor surfaces: origin, energetics and consequences [Elektronische Ressource] / von Andrey Stekolnikov

Reconstruction of group-IV semiconductorsurfaces: Origin, energetics and consequencesD i s s e r t a t i o nzur Erlangung des akademischen Gradesdoctor rerum naturalium (Dr. rer. nat.)vorgelegt dem Rat der Physikalisch-Astronomischen Fakultätder Friedrich-Schiller-Universität Jenavon Dipl.-Ing. Andrey Stekolnikovgeboren am 25. Januar 1977 in MinskGutachter:1. Prof. Dr. Friedhelm Bechstedt, Jena.2. Prof. Dr. GP Srivastava, Exeter.3. Prof. Dr. Peter Krüger, Münster.Tag der letzten Rigorosumsprüfung: 22. Februar 2005.Tag der öffentlichen Verteidigung: 19. April 2005.To my familyContents1 Introduction 32 Theoretical background and numerical approaches 122.1 Many-body problem and steps for the solution . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122.2 Density-functional theory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132.2.1 Hohenberg-Kohn theorem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132.2.2 Kohn-Sham method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142.2.3 Local density approximation and limitations . . . . . . . . . . . . . . . 152.3 Total energy and forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172.4 Plane-wave expansion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172.5 Pseudopotentials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182.6 Implementation and minimization algorithms . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202.