Sauerstoffleerstellen in Cerdioxid-Oberflächen

In dieser Arbeit wird die elektronische Struktur von Sauerstoffleerstellen in Cerdioxid-(111)-Oberflächen mithilfe des GGA+U-Formalismus' untersucht. Die Berechnungen werden von dem Vienna Ab Initio Simulation Package durchgeführt. Dabei liegt der Fokus auf den stark korrelierten f-Elektronen in Cerdioxid. Durch den Hubbard-U-Term wird versucht, diese f-Elektronen möglichst realistisch zu beschreiben. Hierzu wird zunächst eine generelle Einführung in die Dichtefunktionaltheorie, wichtige Approximationen und Methodiken gegeben. Danach wird mithilfe von periodischen Superzellen die elektronische Struktur von Cerdioxid-Oberflächen untersucht und charakterisiert. Anschließend wird eine Sauerstoffleerstelle als Defekt jeweils direkt an der Oberfläche und unterhalb der Oberfläche betrachtet. Dabei werden die Veränderungen der elektronischen und der atomistischen Struktur unter Einwirkung der Defekte untersucht. Die Bildungsenergien dieser Defekte geben Auskunft über das katalytische Verhalten der Oberflächen und über die Stabilität der Defekte.

Autorentext

Alexander Hampel, geboren 1989 in Bad Oldesloe, absolvierte 2013 sein Bachelorstudium Computing in Science an der Universität Hamburg. Im Anschluss daran schloss er 2015 sein Masterstudium der Physik mit Schwerpunkt in der Theoretischen Festkörperphysik ebenfalls in Hamburg ab. Ab August 2015 beginnt er sein Physik-Doktorat an der ETH Zürich.