J. Phys. France 43, 165-171 (1982)
DOI: 10.1051/jphys:01982004301016500

A simple tight-binding estimate of the dipole force tensor in α-palladium hydrides

J. Khalifeh, G. Moraitis et C. Demangeat

Laboratoire de Magnétisme et de Structure Electronique des Solides , Université Louis-Pasteur, 4, rue Blaise-Pascal, 67070 Strasbourg cedex, France

Abstract
A model for the dipole force tensor P arising from the inclusion of interstitial hydrogen in α-palladium hydrides is given in terms of the electronic structure of the alloy. The electronic structure of the impurity is described in the tight-binding approximation of the Green function formalism. A subtle compensation between attractive (band terms) and repulsive (electron-electron and ion-ion terms) leads to a small perturbing pseudopotential. This calculation based on a rigidly moving wave function basis gives the forces acting on the nearest neighbour metallic atoms to the hydrogen impurity in terms of the first derivative of the total energy relative to the atomic displacement. A numerical estimate of P is performed in the case of interstitial hydrogen at octahedral sites in a palladium host. A reasonable account of the experiments is obtained when an exponential fall-off of the hopping integrals with distance is assumed.

Résumé
Le tenseur dipolaire des forces P résultant de la présence de l'hydrogène dans le palladium est déduit à partir de la structure électronique de l'alliage. La structure électronique de l'impureté est décrite en utilisant le formalisme de la fonction de Green dans le cadre de l'approximation des liaisons fortes. Une compensation subtile entre les termes attractifs (termes de bandes) et les termes répulsifs (électron-électron et ion-ion) permet une description en pseudopotentiel. Le calcul liaisons fortes est basé sur un déplacement rigide des orbitales et permet d'obtenir les forces agissant sur les voisins de l'hydrogène en termes de dérivée premières - par rapport au déplacement - de la variation totale de l'énergie. Une estimation numérique de P dans le cas où l'hydrogène est en position octaédrique dans une matrice de palladium a été faite. Si l'on suppose une décroissance exponentielle des intégrales de saut en fonction de la distance, on peut obtenir un accord satisfaisant avec les résultats expérimentaux.

PACS
6172J - Point defects (vacancies, interstitials, color centers, etc.) and defect clusters.
6172 - Defects and impurities in crystals; microstructure.
7155A - Metals, semimetals, and alloys.

Key words
band structure of crystalline metals and alloys -- Green's function methods -- impurity electron states -- interstitials -- palladium compounds -- tight binding calculations