Wir gehen davon aus, daß das Kristallpotential jeweils in den Bereichen um
die Atomkerne in guter Näherung eine kugelsymmetrische Form besitzt.
Deshalb betrachten wir zunächst
kugelsymmetrische Potentiale, die außerhalb einer gewissen
Kugel einen konstanten Wert (``Muffin tin zero'') annehmen, sogenannte Muffin-Tin-Potentiale:
Die Schrödingergleichung läßt sich in Radial- und Winkelanteil
separieren, und man erhält eine radiale Schrödingergleichung zu
jeder Drehimpulsquantenzahl l. Uns interessieren nun die Partialwellen,
das heißt die energieabhängigen Lösungen ohne Vorgabe von Randbedingungen.
Wir normieren diese auf das Kugelvolumen und
entwickeln sie linear um eine willkürlich
gewählte Energie .
Wichtig sind nun die energieabhängigen Anschlußbedingungen der
Funktion am Kugelrand, insbesondere das Verhalten der logarithmischen
Ableitung und der (radial) logarithmische Ableitungen
Diese lassen sich durch vier Zahlen, sogenannte Potentialparameter,
charakterisieren.
Soweit die Zustände in einer einzelnen Kugel. Sind nun Elektronenzustände
in einem Kristall gesucht, dessen Elementarzelle in atomare muffin
tin-Kugeln unterteilt ist,
so sind jeweils die Anschlußbedingungen
auf den Rändern dieser Kugeln zu erfüllen. Dazu addieren wir
zur Partialwelle einen Term, der bei
Überlagerung mit den Orbitalen der anderen Atome deren Ausläufer
auslöschen soll. Auf diese Weise erhalten wir die muffin
tin-Orbitale (MTO)
Die Ausläufer (auf englisch: tails) der MTO, die in alle
anderen muffin tin-Kugeln hineinragen, lassen sich um die Zentren
dieser Kugeln nach sphärischen Besselfunktionen entwickeln. Die
Entwicklungskoeffizienten, die nur von der Anordnung und Größe der
Kugeln, aber nicht vom Potential abhängen, heißen Strukturkonstanten.