Verlag des Forschungszentrums Jülich

JUEL-3791
Nonas, Bereshad Rene
Magnetische Adatome und Nanostrukturen auf Metalloberflächen
139 S., 2000

Im Rahmen der Korringa-Kohn-Rostoker Greensfunktionsmethode (KKR) werden ab-initio Rechnungen basierend auf der lokalen Dichtenäherung für die Elektronenstruktur von Fremdatomen auf Metalloberflächen durchgeführt. Motiviert durch rastertunnelmikroskopische Experimente (RTM) für Cr-Atome auf der Eisen (001) Oberfläche, untersuchen wir im ersten Teil der Arbeit die Eigenschaften von 3d-Fremdatomen auf Fe(001). Gesamtenergierechnungen zeigen, daß praktisch alle 3d-Fremdatome durch direkten Austausch mit einem Fe-Atom in die Oberflächenlage integriert werden. Darüber hinaus finden wir, daß Fremdatomdimere aus Elementen am Anfang der 3d-Reihe eine stark abstoßende Wechselwirkung haben. Beide Ergebnisse sind in guter Übereinstimmung mit den RTM-Resultaten für Cr auf Fe. Ein Vergleich der berechneten Zustandsdichten im Vakuumbereich mit RTM-Spektren zeigt, daß eine realistische Berechnung des Tunnelstroms die Berücksichtigung des ``vollen'' nicht-sphärischen Potentials im Vakuum erfordert.

Im zweiten Teil dieser Arbeit stellen wir eine vollrelativistische Erweiterung des KKR-Formalismus für Oberflächenrechnungen vor. Nach Test- und Vergleichsrechnungen werden die magnetischen Eigenschaften einzelner Fremdatome der 3d-, 4d- und 5d-Übergangsreihe auf den (001) Oberflächen von Silber und Gold untersucht. Die in diesem Formalismus berücksichtigte Spin-Bahn Kopplung reduziert einerseits die lokalen Spinmomente leicht, führt aber andererseits, insbesondere am Ende der Übergangsreihen, zu sehr großen orbitalen Momenten. Unter Berücksichtigung des von Brooks vorgeschlagenen orbitalen Korrekturterms erreichen die Bahnmomente die Größenordnung der Spinmomente (z.B. im Fall von Os auf Ag: Spinmoment 2.0ÜB, Bahnmoment 1.8ÜB). Weiterhin wird mittels einer Generalisierung des Gesamtenergieformalismus nach Lloyd die magnetokristalline Anisotropieenergie einzelner Fremdatome auf der Silberoberfläche untersucht, die mit Energiedifferenzen von bis zu 20meV (Re auf Ag) sehr groß ausfällt.


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Letzte Änderung: 07.06.2022