Kvantummechanikai számítások felületekre; felületi feszültség és szegregáció = First principles calculations for surfaces; surface stress and segregation

Az elmúlt öt évben az OTKA projekt keretei közt kvantummechanikai számitásokat végeztünk fémek és ötvözetek bulk és felületi tulajdonságainak leirására. Az elért eredmények véleményünk szerint nagymértékben elősegitették a felületek fizikai tulajdonságainak mélyebb megértését számos anyag és felületfizikai jelenség esetében. Számitásainkban a sürüségfunkcionál elmélet keretein belül különböző elektronszerkezet számitási módszereket alkalmaztunk, melyeket részben mi fejlesztettünk ki. 2008-ban egy workshopot rendeztünk “New challenges in the Electronic Structure of Complex Materials” cimmel, 40 résztvevővel tiz különböző országból. Az OTKA projekt keretei között számos folyóiratcikket publikáltunk a számitógépes anyagtudomány különböző területeiről (48 publikáció, 136.16 összesitett impakt faktor). A számos eredmény között három fő területre fokuszáltuk kutatásainkat: i/ Felületi relaxáció és stressz átmeneti fémekben, ii/ Véletlen ötvözetek felületi szegregációja, iii/ Félvezetők felületi rekonstrukciója. | The aim of the project during the last five years was to carry out quantum-mechanical calculations for describing the surface and bulk properties of metals, alloys and compounds. We believe that as a result of this project we have managed to get a deeper insight in the surface physics for a wide range of materials and different surface phenomena. In these descriptions we have applied the density functional theory, and partly the electronic structure calculation methods that we have developed earlier. In 2008 we have organized a Workshop on “New challenges in the Electronic Structure of Complex Materials” (June 29 - July 1, 2008), with 40 participants from ten different countries. During the project we have published several papers (48 publications, total impact factor 136.16) in a large variety of fields of computational material science. Among these results we have focused on three main areas: i/ Surface relaxation and stress of transition metals, ii/ Surface segregation of random alloys, and iii/ Reconstruction of semiconductor surfaces

Nem kristályos félvezetők szerkezetének és elektronszerkezetének számítógépes szimulációja. = Computer simulation of structure and electronic structure of noncrystalline semiconductors.

A pályázat keretében kondenzált fázisú, nem kristályos szerkezetű rendszerek atomi szintű számítógépes szimulációjával foglalkoztunk. Három elem alkotta ezeket a rendszereket: szén, szilícium és szelén. A rendezetlen szerkezetű kondenzált fázisok mikroszkopikus leírására alkalmazott számítógépes szimulációkat alapvetően két nagy csoportba oszthatjuk: az első csoportba tartoznak a sztohasztikus alapon működő Monte Carlo típusú szimulációk, míg a másodikba determinisztikus molekuladinamikai módszerek. Mi mindkét módszert alkalmaztuk kutatásaink során. A számítógépes kódokat magunk fejlesztettük ki. Vizsgáltuk az amorf szilícium atomi szintű szerkezetét, ehhez kapcsolódóan az elektronszerkezetét. Egy új hibahelyet fedeztünk fel az amorf szilíciumban. Továbbá a nanocsövek szerkezetének újfajta leírását adtuk meg és ennek függvényében vizsgáltuk az elektronszerkezetét. Végezetül a kalkogén üvegek modellanyagában, az amorf szelénben lejátszodó fotoindukált térfogatváltozás időbeli lefolyásának mikroszkopikus és makroszkopikus leírását adtuk meg. A kifejlesztett modellünk alkalmas más kalkogén üvegben történő fotoindukált térfogatváltozás értelmezésére is. | Condensed phased non-crystalline systems were investigated using atomic scale computer simulations. Structures containing silicon, carbon and selenium atoms were the target of our simulations. There are two possibilities to describe the microscopic properties of such systems: stochastic type Monte Carlo simulations and the deterministic type molecular dynamics simulations. We applied both in this project period. We developed our own computer codes for this purpose. Structure and electronic structure of amorphous silicon were investigated first. We discovered a new type of defect in amorphous silicon. Secondly, we presented a new description of the geometrical structure of nanotubes and in function of this result we investigated the electronic structure of these systems. Finally, we developed a new microscopic model to describe the photoinduced volume changed in chalcogenide glasses which are able to derive the macroscopic time development, too. Our model is convenient to follow the photoinduced volume change in any other chalcogenide glasses

Atomi topológiai elrendeződés: a potenciális energia és az elektronszerkezet kapcsolata = Atomic topological arrangement: relation between the potential energy and the electronic structure

A szénatomok szomszédsági viszonyait felhasználva topológiai koordinátákat adtunk meg hengeres spirális és toroidalis nanocsövekre. Magyarázatot adtunk a különféle alakú nanocső szerkezetek geometriai okaira. A csúcspontok bármely számozásától független olyan gráfelméleti eljárást javasoltunk királis poliéderek, poliéder alakú molekulák vagy gráfok kiralitásának leírására amely megkülönbözteti a két enantiomert. Megoldottuk nanocső elágazások szerkesztésének a problémáját. A Cox-Thompson inverz szórás problémát megoldottuk fázis tolások véges halmazának alkalmazásával. Egyszerű eljárást javasoltunk szoliton gerjesztések vizsgálatára két komponensű Bose-Einstein kondenzátumokra. Az első Born közelítés alapján új közelítő módszert vezettünk be csatolt csatornás kvantumos szórás probléma invertálására lokális csatolási potenciál és rögzített energia esetén. Háromszög és négyszög alakú atomi konfigurációkat találtunk amorf szilícium gőz fázisú lerakódásának szoros kötésű modellezésekor. Kimerítő magyarázatot adtunk kalkogén üvegek fotoindukált térfogati változásaira. Leírtuk a három-, négy- és n-qubit összefonódottság geometriáját. Kapcsolatot találtunk a fonalas fekete lyukak és az összefonódottság geometriája között. A réz (001) felületre rakott kobalt monoréteg magnon spektrumának hosszú hullámhosszú viselkedését vizsgáltuk első elveken alapuló módszerrel. | Using the neighboring conditions of carbon atoms we gave topological coordinates for tubular, helical and toroidal nanotubes. We gave explications for various nanotube structures from geometric point of view. A graph-theoretical procedure is proposed for assigning a chirality descriptor to each enantiomer of a chiral polyhedron, polyhedral molecule or graph, independently of any vertex labeling scheme. We have solved the problem of nanotube junction construction. A solution was given for the Cox-Thompson inverse scattering problem using finite set of phase shifts. A simple method is presented to analyze the stability of static solitonic excitations of two-component Bose-Einstein condensates. An approximative method based on the first Born approximation is developed for the solution of the quantum inverse scattering problem at fixed energy for coupled reaction channels. Triangular and square atomic configurations were found in a tight-binding simulation of a-Si networks by vapor deposition processes. We gave a comprehensive explanation of photoinduced volume changes in chalcogenide glasses. We described the geometry of three-, four- and n-qubit entanglement. We have found a relation between stringy black holes and the geometry of entanglement. The long wavelength behavior of the magnon spectrum for Co monolayer on Cu(001) was investigated from first principle

All-thermal switching of amorphous Gd-Fe alloys: Analysis of structural properties and magnetization dynamics

In recent years, there has been an intense interest in understanding the microscopic mechanism of thermally induced magnetization switching driven by a femtosecond laser pulse. Most of the effort has been dedicated to periodic crystalline structures while the amorphous counterparts have been less studied. By using a multiscale approach, i.e. first-principles density functional theory combined with atomistic spin dynamics, we report here on the very intricate structural and magnetic nature of amorphous Gd-Fe alloys for a wide range of Gd and Fe atomic concentrations at the nanoscale level. Both structural and dynamical properties of Gd-Fe alloys reported in this work are in good agreement with previous experiments. We calculated the dynamic behavior of homogeneous and inhomogeneous amorphous Gd-Fe alloys and their response under the influence of a femtosecond laser pulse. In the homogeneous sample, the Fe sublattice switches its magnetization before the Gd one. However, the temporal sequence of the switching of the two sublattices is reversed in the inhomogeneous sample. We propose a possible explanation based on a mechanism driven by a combination of the Dzyaloshiskii-Moriya interaction and exchange frustration, modeled by an antiferromagnetic second-neighbour exchange interaction between Gd atoms in the Gd-rich region. We also report on the influence of laser fluence and damping effects in the all-thermal switching

Highly anisotropic sliding at TiN/Fe interfaces : A first principles study

By means of first principles density functional theory, we investigate the properties of the TiN(001)/fcc Fe(111) and TiN(001)/bcc Fe(110) interfaces. We demonstrate that along certain directions Fe slides with negligible energy barriers against TiN at both interfaces, whereas sliding along other directions is involved with significant energy barriers. The interface between bcc Fe and TiN has a low energy barrier for sliding along the [110] direction of the TiN lattice, as does sliding along the [010] direction at TiN(001)/fcc Fe(111). For fcc Fe on TiN, a large energy barrier is found for sliding along the [100] direction of the TiN lattice. We show that this phenomenon and the stability of these interfaces are determined by the interplay between N–Fe bonding and Ti–Fe antibonding interactions

Problems of Viewpoint in Andra Neiburga's Short Prose

Šī bakalaura darba mērķis ir noteikt stāstītāju tipus un tajos īstenoto fokusētāju daudzveidību un mijiedarbi Andras Neiburgas īsprozā, par pamatu ņemot Žerāra Ženeta stāstītāju un fokusētāju tipizāciju. Skatpunkta problemātikas aspektā tiek noteikti heterodieģētisko un homodieģētisko stāstītāju tipi un tajos īstenotā fokusēšana. Šis pētījums tiecas noteikt jaunas māksliniecisko un konstrukcijas aspektu analīzes iespējas prozas tekstā. Bakalaura darba avoti ir Andras Neiburgas stāstu krājumi. Atslēgas vārdi: stāstījuma teorija, skatpunkts, fokusēšana, stāstīšanas akts, Andras Neiburgas īsproza.The aim of the particular bachelor paper is ascertain the types of narrative, and the focalization variety used in the short prose of Andra Neiburga, based on Gérard Génnette’s segregation of narrator and focalizer. In the aspect of problematique of perspective in the Neiburga’s short prose, the aim is to ascertain the heterodiegetic and homodiegetic narrator types and the use of focalization. This research aims to ascertain new analysis possibilities of artistic and constructive aspects in the text of prose. The story collections of Andra Neiburga are the bachelor paper’s sources. Key words: narrative theory, point of view, narration, focalization, Andra Neiburga’s short prose

Thermo-physical properties of body-centered cubic iron-magnesium alloys under extreme conditions

Using density functional theory formulated within the framework of the exact muffin-tin orbitals method, we investigate the thermo-physical properties of body-centered cubic (bcc) iron-magnesium alloys, containing 5 and 10 atomic % Mg, under extreme conditions, at high pressure and high temperature. The temperature effect is taken into account via the Fermi-Dirac distribution of the electrons. We find that at high pressures pure bcc iron is dynamically unstable at any temperature, having a negative tetragonal shear modulus (C’). Magnesium alloying significantly increases C’ of Fe, and bcc Fe-Mg alloys become dynamically stable at high temperature. The electronic structure origin of the stabilization effect of Mg is discussed in detail. We show that the thermo-physical properties of a bcc Fe-Mg alloy with 5% Mg agree well with those of the Earth’s inner core as provided by seismic observations