[Théorie et calculs ab initio des spectres de rayons X]
Ces dernières année ont vu des progrès spectaculaires tant dans le calcul que dans l'interprétation des différentes spectroscopies de rayons X. Cependant, pour tenir compte des effets à N corps, les calculs théoriques actuels utilisent souvent un certain nombre de modèles simplifiés, plutôt que les principes fondamentaux. Pour tenter de surmonter ces limitations, nous décrivons dans cet article plusieurs avancées récentes dans le domaine de la théorie et des codes informatiques, qui ouvrent la perspective de calculs sans paramètres incluant les effets dominants à N corps. Ces avances sont basées sur des calculs ab initio de la réponse diélectrique et vibrationelle d'un système. Des calculs de la fonction diélectrique sur une large gamme d'énergie fournissent, en fonction du système, les self-énergies et les libres parcours moyens, ainsi que les pertes intrinsèques dues aux excitations à plusieurs électrons. Des calculs de la matrice dynamique donnent l'amortissement vibrationel en fonction des facteurs de Debye–Waller à diffusion multiple. Nos méthodes ab initio pour la détermination des effets à N corps ont conduit à de nouveaux codes, améliorés et largement applicables, pour la spectroscopie des rayons X et des électrons.
There has been dramatic progress in recent years both in the calculation and interpretation of various x-ray spectroscopies. However, current theoretical calculations often use a number of simplified models to account for many-body effects, in lieu of first principles calculations. In an effort to overcome these limitations we describe in this article a number of recent advances in theory and in theoretical codes which offer the prospect of parameter free calculations that include the dominant many-body effects. These advances are based on ab initio calculations of the dielectric and vibrational response of a system. Calculations of the dielectric function over a broad spectrum yield system dependent self-energies and mean-free paths, as well as intrinsic losses due to multi-electron excitations. Calculations of the dynamical matrix yield vibrational damping in terms of multiple-scattering Debye–Waller factors. Our ab initio methods for determining these many-body effects have led to new, improved, and broadly applicable x-ray and electron spectroscopy codes.
John J. Rehr 1 ; Joshua J. Kas 1 ; Micah P. Prange 1 ; Adam P. Sorini 1 ; Yoshinari Takimoto 1 ; Fernando Vila 1
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[1] Rev. Mod. Phys., 72 (2000), p. 621
[2] Phys. Rev. B, 72 (2005), p. 045136
[3] Micron, 38 (2007), p. 1
[4] et al. Phys. Rev. B, 58 (1998), p. 7565
[5] et al. Phys. Rev. B, 65 (2002), p. 064107
[6] Phys. Rev. B, 11 (1975), p. 2795
[7] Phys. Rev. B, 8 (1973), p. 4028
[8] et al. Phys. Rev. A, 22 (1980), p. 1104
[9] Surf. Sci., 358 (1996), p. 60
[10] Phys. Scripta T, 115 (2005), p. 207
[11] Phys. Rev. B, 71 (2005), p. 165110
[12] A.L. Ankoudinov, Relativistic spin-dependent X-ray absorption theory, PhD thesis, University of Washington, 1996
[13] Comput. Phys. Commun., 25 (1982), p. 193
[14] et al. Phys. Rev. B, 65 (2002), p. 104107
[15] Rep. Prog. Phys., 59 (1996), p. 1665
[16] Quantum Mechanics, John Wiley & Sons, Inc., New York, 1962
[17] Adv. Phys., 19 (1970), p. 747
[18] Comput. Phys. Commun., 98 (1996), p. 359
[19] Phys. Scripta T, 115 (2005), p. 24
[20] J. Phys. C: Solid State, 19 (1986), p. 1845
[21] Phys. Rev. B, 41 (1990), p. 8139
[22] Phys. Rev. Lett., 27 (1971), p. 1204
[23] Rev. Mod. Phys., 74 (2002), p. 601
[24] Phys. Rev. B, 64 (2001), p. 165112
[25] J. Phys. Chem. Ref. Data, 28 (1999), p. 19
[26] et al. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. B, 229 (2005), p. 187
[27] Phys. Rev. B, 37 (1988), p. 8351
[28] et al. Phys. Rev. B, 66 (2002), p. 235403
[29] Phys. Rev. A, 21 (1980), p. 1561
[30] M.P. Prange et al., unpublished
[31] J. Opt. Soc. Am., 65 (1975), p. 742
[32] Atom. Data Nucl. Data, 54 (1993), p. 181
[33] Tables of Optical Constants, 2005 http://leonardo.phys.washington.edu/feff/opcons/ (WWW)
[34] Solid State Phys., 23 (1969), p. 1
[35] Phys. Kondens. Mater., 6 (1967), p. 193
[36] J. Phys.: Condens. Mat., 15 (2003), p. 2572
[37] et al. Phys. Rev. Lett., 83 (1999), p. 2230
[38] et al. Phys. Rev. B, 76 (2007), p. 195116
[39] et al. Surf. Sci., 293 (1993), p. 202
[40] et al. Phys. Rev. B, 74 (2006), p. 165111
[41] X-Ray Absorption: Principles, Applications, Techniques of EXAFS, SEXAFS, and XANES (D.C. Koningsberger; R. Prins, eds.), Wiley, New York, 1988, p. 375
[42] Phys. Rev. B, 59 (1999), p. 948
[43] J. Synchrotron Radiat., 8 (2001), p. 313
[44] Phys. Rev. B, 66 (2002), p. 184303
[45] Phys. Rev. B, 20 (1979), p. 4908
[46] Phys. Rev. B, 56 (1997), p. 43
[47] Phys. Rev. B, 58 (1998), p. 2467
[48] Numerical Analysis, de Gruyter, Berlin, 1995
[49] et al. Phys. Rev. B, 76 (2007), p. 014301
[50] et al. Rev. Mod. Phys., 73 (2001), p. 515
[51] Phys. Rev. B, 51 (1995), p. 8610
[52] Phys. Rev. B, 53 (1996), p. 4488
[53] et al. Comp. Mat. Sci., 25 (2002), p. 478
[54] et al. Phys. Rev. B, 70 (2004), p. 174301
[55] et al. Phys. Rev. Lett., 82 (1999), p. 4240
[56] Phys. Rev. B, 45 (1992), p. 13244
[57] M. Newville, Thermal Expansion in EXAFS, PhD thesis, University of Washington, 1994
[58] Handbook of Optical Constants of Solids (E.D. Palik, ed.), Academic Press, Orlando, 1985
[59] J. Phys. Chem. Ref. Data, 24 (1995), p. 71
[60] Rad. Phys. Chem., 63 (2002), p. 121
[61] Phys. Rev., 137 (1965), p. A27
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