The electronic structure of the (001) surface of copper

Summary

We present the results of a new calculation of the electronic structure of the (001) surface of Cu, obtained by using the layer method and a tight-binding description of the electron states. The selfconsistency requirements arising from the surface charge transfer are treated by assuming a charge and configuration dependence of the intraatomic matrix elements. It is found that, at variance with what obtained for other transition metals, the self-consistency plays a crucial role in determining the nature and the location of the surface states. A detailed discussion of the main surface features in the layer band structure and in the local densities of states at the topmost layers is given together with a comparison with previous theoretical work. The results are discussed in the light of the available experimental data.

Riassunto

Si presentano i risultati di un nuovo calcolo della struttura elettronica della superficie (001) del Cu, ottenuti usando il metodo degli strati e una descrizione a legami forti degli stati elettronici. I requisiti di autoconsistenza, che sorgono dal trasferimento di carica in superficie, sono trattati supponendo che gli elementi di matrice intraatomici dipendano dalla carica sull'atomo e dalla configurazione elettronica. In contrasto con i risultati per altri metalli di transizione si trova che l'autoconsistenza gioca un ruolo cruciale nel determinare la natura e la posizione degli stati di superficie. Si confrontano risultati con i dati sperimentali disponibili e con precedenti lavori teorici.

Резюме

Мы приводим результаты новых вычислений электронной структуры поверхности (001) меди, проведенных с помощью метода «слоев» и, используя приближение сильной связи для электронных состояний. Требования самосогласованности, возникающие из поверхностного переноса заряда, рассматриваются, предполагая зарядовую и конфигурационную зависимость внутриатомных матричных элементов. Обнаружено, что самосогласованность играет существенную роль при определении природы и локализации поверхностных состояний. Проводится подробное обсуждение особенностей поверхностей в слоистой зонной структуре и локальных плотностей состояний в самых верхних слоях. Полученные результаты сравниваются с результатами предыдущей теоретической работы и обсуждаются в свете имеющихся экспериментальных данных.