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研究准晶体结构和物理性质的理论模型主要有两种,拼图模型和覆盖模型。相比于拼图模型,覆盖模型对准晶体的结构赋予了全新的意义,能够更好地解释准晶体的生长和热力学稳定性。因此,覆盖模型为更好地研究准晶体提供了新的思路和途径,基于覆盖模型对准晶体的结构、形成以及物理性质的研究也成为准晶体研究的新课题。本论文主要研究八次对称准晶体覆盖模型的电子性质。
首先我们通过相同八边形的相互覆盖形成具有八次旋转对称性的二维准晶体的覆盖模型,按照近邻八边形的中心距离,把最近邻构型分为6种,对统计结果进行拟合,得到了用白银比率σ表示的6种最近邻构型在总的八边形中所占的比率,并建立了具有八次旋转对称性的单原子中心模型。
然后在此基础上构造电子的紧束缚哈密顿,通过分析其模型的几何结构,我们运用微扰论对能级进行一级近似分析。通过数值计算得到了电子能谱结构图,通过研究能谱和分析它的电子性质,得到了主要能级和用两个数标记的能隙。
最后,我们通过数值计算研究电子态的局域性,发现波函数具有不同的局域性,统计得到每种本征态所占的比率,并且观察到了波函数的自相似分布。
本论文研究的是二维八次对称准晶体覆盖模型的电子性质,所得的结果显示了准周期系统的独特物理性质,是对准晶体理论的丰富和发展,同时也加深了我们对准晶体的理解。