Theoretical Study of Spin-Orbit Coupling in Metallic Ferromagnetism

金属铁磁性中自旋轨道耦合的理论研究

基本信息

  • 批准号:
    06640468
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.41万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    1994
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1994 至 1995
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The spin-orbit coupling is the only one interaction, which fixes the spin system to the lattice, but it is too small to make a reliable quantitative calculations in the case of 3d-transition metals. We have investigated the magnetic anisotropy energy (MAE) from the first-principles band calculations in the two cases : interstitially modified intermetallics of rare-earth (R) and 3d transition metals and X/Co or Fe (X=Pd, Pt, Ag, Au) ferromagnetic multilayr system. In the former case, the electronic structures of GdCo_5, GdFe_<12>, Gd_2Fe_<17>, GdFe_<12>N and Gd_2Fe_<17>N_3 were calculated by FLAPW method and the charge distribution around R ions were investigated carefully. Nitrogen interstitial ions make strong bondings with surrounding Fe and R ions. The bonding with Fe leads to a larger spin saturation moment, but that with R makes a strong aspherical charge distribution around R and a crystalline field (CF) as large as that of SmCo_5. We found that this large CF is the microscopic origin of the strong uniaxial magnetic anisotropy in these nitrides. In the case of X/Co or Fe system, the MAE were calculated systematically by the LMTO method including the spin-orbit interaction. We found that the general tendency of the MAE in these systems are well explained by first-principles calculations. The thickness of Co layr dependence and the strain dependence of the MAE were also investigated.
自旋轨道耦合是将旋转系统固定到晶格的唯一一种相互作用,但是在3D转换金属的情况下,它太小而无法进行可靠的定量计算。在两种情况下,我们已经研究了第一原理带计算的磁各向异性能量(MAE):稀有地球(R)和3D跃迁金属的间隙修饰的金属间的金属金属和X/CO或Fe(X = PD,PT,PT,PT,AG,AU)铁磁多磁性多层系统。在前一种情况下,GDCO_5,GDFE_ <12>,GD_2FE_ <17>的电子结构,GDFE_ <12> N和GD_2FE_ <17> N_3计算通过FLAPW方法计算,并仔细研究了R离子周围的电荷分布。氮间质离子与周围的Fe和r离子建立了牢固的键合。与FE的键合导致更大的自旋饱和力矩,但是R的粘结使R和A Crystalline Field(CF)周围具有强大的非球体电荷分布,而SMCO_5的大小。我们发现,这种大的CF是这些硝酸盐中强的单轴磁各向异性的显微镜起源。对于X/CO或FE系统,通过LMTO方法系统地计算MAE,包括自旋轨道相互作用。我们发现,在这些系统中,MAE的一般趋势是通过第一原理计算很好地解释的。还研究了CO Layr依赖性和MAE的应变依赖性的厚度。

项目成果

期刊论文数量(40)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
S.Fujii, S.Ishida and S.Asano: "Electronic and Magnetic Properties of X_2Mn_<1-X>V_XSi (X=Fe and Co)" J.Phys.Soc.Japan. 63. 1881-1888 (1994)
S.Fujii、S.Ishida 和 S.Asano:“X_2Mn_<1-X>V_XSi(X=Fe 和 Co)的电子和磁性”J.Phys.Soc.Japan。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
S. Fujii: "Electronic and Magnetic Properties of X_2Mn_<1-x>VxSi(X=Fe,Co)" J. of Phys. Soc. Japan. 63. 1881-1888 (1994)
S. Fujii:“X_2Mn_<1-x>VxSi(X=Fe,Co) 的电子和磁性” J. of Phys。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
K.Kyuno, R.Yamamoto and S.Asano: "Theoretical study on the strain dependence of the magnetic anisotropy X/Co (X=Pt, Cu, Ag and Au) metallic multilayrs" Journal of Applied Physics.(to be published).
K.Kyuno、R.Yamamoto 和 S.Asano:“磁各向异性 X/Co(X=Pt、Cu、Ag 和 Au)金属多层膜的应变依赖性的理论研究”应用物理学杂志。(待出版)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
S. Ishida: "Effects of N and Mo atoms on the magnetic properties of YFe_<12-x>Mox and YFe_<12-x>MoxN" Physica B. 193. 66-76 (1994)
S. Ishida:“N 和 Mo 原子对 YFe_<12-x>Mox 和 YFe_<12-x>MoxN 磁性能的影响”Physica B. 193. 66-76 (1994)
  • DOI:
  • 发表时间:
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  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
M.Yamaguchi and S.Asano: "Theoretical Calculation of the Crystal Field Parameters of GdCo_5, GdFe_<12>, GdFe_<12>N,Gd_2Fe_<17>, and Gd_2Fe_<17>N_3 Compounds" J.Phys.Soc.Japan. 63. 1071-1080 (1994)
M.Yamaguchi 和 S.Asano:“GdCo_5、GdFe_<12>、GdFe_<12>N、Gd_2Fe_<17> 和 Gd_2Fe_<17>N_3 化合物晶体场参数的理论计算”J.Phys.Soc.Japan
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