14 Principles: Bond-Band-Barrier Correlation . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263
14.1 VLEED: Multibeam Resonant Diffraction . . . . . . . . . . . . . . . . 263
14.1.1 Multi-Beam Diffraction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264
14.1.2 Beam Interference . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264
14.1.3 Scattering Matrices and Phase Shift . . . . . . . . . . . . . . 266
14.1.4 Multi-Atom Calculation Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267
14.2 Oxide Tetrahedron Bond Formation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
14.2.1 Observations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
14.2.2 Rules for Surface Bond Formation . . . . . . . . . . . . . . . 269
14.2.3 The Primary M 2 O Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271
14.2.4 O–Cu(001) Bond Geometry and Atomic Valency . . . . 273
14.2.5 Bond Geometry Versus Atomic Position . . . . . . . . . . 275
14.2.6 Mechanism of Surface Reconstruction . . . . . . . . . . . . 278
14.3 Valence Density-of-States . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281
14.3.1 O
−1 Derived Three DOS Features . . . . . . . . . . . . . . . 281
14.3.2 O
−2 Derived Four DOS Features . . . . . . . . . . . . . . . . 282
14.3.3 Anomalous H-Bond like . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282
14.4 Energy-Dependent 3D-SPB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
14.4.1 Initiatives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
14.4.2 Complex Form of the Surface Potential
Barrier (SPB) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284
14.4.3 One-Dimensional SPB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286
14.4.4 Energy Dependent 3D-SPB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287
14.4.5 Parameterization and Functionalization . . . . . . . . . . . . 289
14.4.6 Significance and Limitations of the 3D-SPB . . . . . . . . 294
14.5 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295
15 Methodology: Parameterization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299
15.1 Decoding Methodology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299
15.1.1 Data Calibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299
15.1.2 Parameter Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301
15.1.3 Calculation Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302
15.1.4 Criteria for Model Justification . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303
15.2 Code Validation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303
15.2.1 Clean Cu(001) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303
15.2.2 Oxygen on Cu(001): Model Comparison . . . . . . . . . . 305
15.3 Cu 3 O 2 Model Reality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309
15.3.1 Numerical Quantification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309
15.3.2 Physical Indication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309
15.4 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312
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14.1 VLEED: Multibeam Resonant Diffraction . . . . . . . . . . . . . . . . 263
14.1.1 Multi-Beam Diffraction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264
14.1.2 Beam Interference . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264
14.1.3 Scattering Matrices and Phase Shift . . . . . . . . . . . . . . 266
14.1.4 Multi-Atom Calculation Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267
14.2 Oxide Tetrahedron Bond Formation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
14.2.1 Observations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
14.2.2 Rules for Surface Bond Formation . . . . . . . . . . . . . . . 269
14.2.3 The Primary M 2 O Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271
14.2.4 O–Cu(001) Bond Geometry and Atomic Valency . . . . 273
14.2.5 Bond Geometry Versus Atomic Position . . . . . . . . . . 275
14.2.6 Mechanism of Surface Reconstruction . . . . . . . . . . . . 278
14.3 Valence Density-of-States . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281
14.3.1 O
−1 Derived Three DOS Features . . . . . . . . . . . . . . . 281
14.3.2 O
−2 Derived Four DOS Features . . . . . . . . . . . . . . . . 282
14.3.3 Anomalous H-Bond like . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282
14.4 Energy-Dependent 3D-SPB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
14.4.1 Initiatives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
14.4.2 Complex Form of the Surface Potential
Barrier (SPB) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284
14.4.3 One-Dimensional SPB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286
14.4.4 Energy Dependent 3D-SPB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287
14.4.5 Parameterization and Functionalization . . . . . . . . . . . . 289
14.4.6 Significance and Limitations of the 3D-SPB . . . . . . . . 294
14.5 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295
15 Methodology: Parameterization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299
15.1 Decoding Methodology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299
15.1.1 Data Calibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299
15.1.2 Parameter Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301
15.1.3 Calculation Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302
15.1.4 Criteria for Model Justification . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303
15.2 Code Validation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303
15.2.1 Clean Cu(001) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303
15.2.2 Oxygen on Cu(001): Model Comparison . . . . . . . . . . 305
15.3 Cu 3 O 2 Model Reality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309
15.3.1 Numerical Quantification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309
15.3.2 Physical Indication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309
15.4 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312
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