Anisotropic optical response of the diamond (111)-2x1 surface

The optical properties of the 2$\times$1 reconstruction of the diamond (111) surface are investigated. The electronic structure and optical properties of the surface are studied using a microscopic tight-binding approach. We calculate the dielectric response describing the surface region and investigate the origin of the electronic transitions involving surface and bulk states. A large anisotropy in the surface dielectric response appears as a consequence of the asymmetric reconstruction on the surface plane, which gives rise to the zigzag Pandey chains. The results are presented in terms of the reflectance anisotropy and electron energy loss spectra. While our results are in good agreement with available experimental data, additional experiments are proposed in order to unambiguously determine the surface electronic structure of this interesting surface.Comment: REVTEX manuscript with 6 postscript figures, all included in uu file. Also available at http://www.phy.ohiou.edu/~ulloa/ulloa.html Submitted to Phys. Rev.

SURFACE LOCAL - FIELD EFFECT

Afin de déterminer les écarts de la relation de Clausius-Mossotti dus aux changements du champ local près de la surface des cristaux cubiques, nous calculons les propriétés optiques d'un réseau cubique semi-infini de molécules polarisables à l'aide de deux méthodes différentes : l'une est une approche perturbative et l'autre utilise la superposition des modes de volume. Nous discutons les régions de validité de l'approche perturbative. Nous concluons que la surface induit une anisotropie dans la réflexion de la lumière, qui pourrait même être décelée par la spectroscopie différentielle de la reflectivité.In order to determine the deviations of the Clausius-Mossotti relation due to the changes of the local field close to the surface of cubic crystals, we calculate the optical properties of a semi-infinite cubic lattice of polarizable molecules using two different methods : a perturbative approach and the superposition of bulk modes. We discuss the regions of validity of the perturbative approach and we conclude that there is a surface induced anisotropy in the reflectance of light which could be detected by differential reflectance spectroscopy

OPTICAL PROPERTIES OF ROUGH NON-LOCAL SURFACES

Nous développons un formalisme pour traiter les propriétés optiques des surfaces rugueuses, faisant usage d'une méthode de perturbation1. Dans cette méthode, la délocalisation du système non perturbé n'est prise en compte que par son impédance de surface et la rugosité est caractérisée par une réponse de surface délocalisée. Nous appliquons ce formalisme à un film localisé, rugueux et déposé sur un substrat délocalisé. Nous explorons aussi les propriétés optiques d'une surface métallique rugueuse, faisant usage des idées de base du modèle de la Barrière-Infinie-Semi-Classique, afin de calculer la réponse de la surface délocalisée.We develop a formalism to treat the optical properties of rough surfaces using a perturbative approach1 where the non-locality of the unperturbed system appears only through its surface impedance and the roughness is characterized by a non-local surface response. We apply the formalism to a rough local film on a non-local substrate and we also explore the optical properties of a rough metallic surface using the ideas behind the Semi-Classical-Infinite-Barrier (SCIB) model in order to calculate the non-local surface response

Local-field effects on the near-surface and near-interface screened electric field in noble metals

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