Contents
Part I Electron Emission: Quantum Entrapment and Polarization
1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
1.1 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4
1.1.1 Coordination Bonds and Energetic Electrons . . . . . . . .
4
1.1.2 Challenges Faced by Existing Probing
Technologies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
1.1.3 Known Mechanisms for Binding Energy Shift . . . . . . 12
1.2 Motivation and Objectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.3 Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2 Theory: Bond-Electron-Energy Correlation . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.1 Atomic Coordination Classification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.2 Core Band Energy Dispersion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.3 BOLS-NEP-LBA Notion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.3.1 Local Hamiltonian Perturbation . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.3.2 BOLS-NEP Notion for the Undercoordinated
Atoms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.3.3 Hetero-coordination: Entrapment or Polarization . . . . . 35
2.3.4 Generalization of the Irregular-Coordination Effect . . . 37
2.4 Valence Band and Nonbonding States . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
2.4.1 Complexity of the Valence DOS . . . . . . . . . . . . . . . . 38
2.4.2 Tetrahedral-Bonding Mediated Valence DOS . . . . . . . 38
2.4.3 Impact of Nonbonding States . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
2.5 Numerical Strategies: Formulation and Quantification . . . . . . . 40
2.5.1 Irregular-Coordination Effect . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
2.5.2 Local Energy Density and Atomic Cohesive
Energy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
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Part I Electron Emission: Quantum Entrapment and Polarization
1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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1.1 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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1.1.1 Coordination Bonds and Energetic Electrons . . . . . . . .
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1.1.2 Challenges Faced by Existing Probing
Technologies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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1.1.3 Known Mechanisms for Binding Energy Shift . . . . . . 12
1.2 Motivation and Objectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.3 Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2 Theory: Bond-Electron-Energy Correlation . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.1 Atomic Coordination Classification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.2 Core Band Energy Dispersion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.3 BOLS-NEP-LBA Notion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.3.1 Local Hamiltonian Perturbation . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.3.2 BOLS-NEP Notion for the Undercoordinated
Atoms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.3.3 Hetero-coordination: Entrapment or Polarization . . . . . 35
2.3.4 Generalization of the Irregular-Coordination Effect . . . 37
2.4 Valence Band and Nonbonding States . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
2.4.1 Complexity of the Valence DOS . . . . . . . . . . . . . . . . 38
2.4.2 Tetrahedral-Bonding Mediated Valence DOS . . . . . . . 38
2.4.3 Impact of Nonbonding States . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
2.5 Numerical Strategies: Formulation and Quantification . . . . . . . 40
2.5.1 Irregular-Coordination Effect . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
2.5.2 Local Energy Density and Atomic Cohesive
Energy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
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