پیش‌نویس:تقریب پتانسیل هماهنگ (CPA)
تقریب پتانسیل هماهنگ (CPA) یک روش نظری در فیزیک حالت جامد است که برای محاسبه ساختار الکترونیکی آلیاژهای نامنظم استفاده می شود
تقریب پتانسیل هماهنگ (CPA) یک روش قدرتمند برای مطالعه ساختار الکترونیکی مواد بی نظم است. این روش توسط Freekinz و L.M. Falicov در سال 1980 ارائه شد.
این روش بر اساس مفهوم پتانسیل متوسط ناخالصی است که پراکندگی متوسط الکترون ها توسط ناخالصی ها در یک آلیاژ را نشان می دهد. این پتانسیل متوسط اجازه می دهد تا تقریب پتانسیل هماهنگ به صورت تحلیلی حل شود، که آن را بسیار کارآمدتر از سایر روش های عددی می کند.
تاریخچه تقریب پتانسیل هماهنگ
توسعه تقریب پتانسیل هماهنگ یک پیشرفت مهم در زمینه فیزیک حالت جامد بود. پیش از تقریب پتانسیل هماهنگ ، هیچ روش نظری دقیقی برای محاسبه ساختار الکترونیکی آلیاژهای بی‌نظم وجود نداشت. تقریب پتانسیل هماهنگ امکان مطالعه خواص طیف گسترده ای از مواد بی نظم را فراهم کرد، از جمله فلزات، نیمه هادی ها و عایق ها.
کاربردهای تقریب پتانسیل هماهنگ
CPA برای مطالعه طیف گسترده ای از پدیده های مواد بی نظم استفاده شده است، از جمله:
- پراکندگی ناخالصی: تقریب پتانسیل هماهنگ می تواند پراکندگی الکترون ها توسط ناخالصی ها را محاسبه کند که برای درک هدایت الکتریکی، هدایت حرارتی و خواص مغناطیسی مواد بی نظم ضروری است.
- محلی سازی آندرسون: تقریب پتانسیل هماهنگ می تواند برای مطالعه محلی سازی آندرسون استفاده شود، پدیده ای که در آن الکترون ها در حالت های محدود گیر می افتند و توانایی هدایت الکتریسیته خود را از دست می دهند.
- پدیده های بین سطوح: تقریب پتانسیل هماهنگ می تواند برای مطالعه پدیده های شامل نظریه میدان متوسط مانند تشکیل حالات سطحی و انتشار اتم ها در گذرگاه ها استفاده شود.
محدودیت ها
- نظریه میدان میانگین: تقریب پتانسیل هماهنگ یک نظریه میدان میانگین است، به این معنی که تمام برهمکنش های بین الکترون ها و ناخالصی ها را در نظر نمی گیرد. این می تواند برای مواد بی نظم قوی منجر به خطاهایی شود.
- تقریب سایت واحد: تقریب پتانسیل هماهنگ یک تقریب سایت واحد است، به این معنی که اثرات برهمکنش های دوربرد را در نظر نمی گیرد. این می تواند برای مطالعه مواد با ساختارهای میکروسکوپی پیچیده مانند کامپوزیت ها و ساختار های چند لایه مشکل باشد.