金属人工格子に関する理論と設計指針の構築

金属人工晶格理论和设计指南的建立

• 批准号: 04224104
• 负责人: 前川 禎通
• 金额: $ 6.53万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1992
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1992 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-04224104/
• 关键词: 金属人工格子; 巨大磁気抵抗; 電子構造; 分子動力学; 人工格子界面; 電気抵抗; Fe; Cr人工格子; 磁気構造

金属人工格子の特徴の一つは、それが多層構造を持つこと、もう一つは、金属電子の持つスピンと電荷とが各々独立に重要な役割を果たすということであろう。金属人工格子における垂直磁気異方性、磁性層間の交換結合などの新しい現象は、多層構造とスピンの自由度からもたらされていると考えられる。また巨大磁気抵抗効果は、層状構造、スピンおよび電荷が絡み合って生み出されている。これらの現象は、金属人工格子の電子構造と密接に関係している。本研究の特徴は、金属人工格子の物性が、電子構造と関連づけられて微視的立場から研究されている点にある。まず、巨大磁気抵抗効果に関して、以下の事柄が明らかにされた。界面近傍の原子配列の乱れによって生ずる、スピンに依存した不規則ポテンシャルが磁気抵抗に重要であることを指摘され、巨大磁気抵抗効果の物質依存性が電子構造と関連づけられて調ベられた。この界面近傍の不規則性と磁気抵抗の関係は、コヒーレントポテンシャル近似と久保公式を用いて調べられている。これらの結果は、どのような金属の組合せで、どのように界面を制御すれば良いかの指針を与えてくれると考えられる。また磁気抵抗効果の温度依存性も調べられ、磁気抵抗効果が大きければ大きいほどその温度依存性も大きくなることが示された。更に、LMTO法による電子構造の計算がFe/Cr人工格子に対してなされ、フェルミ速度の磁場依存性が磁気抵抗効果に影響を与え得ることが示された。金属人工格子は層状構造を持つため、層に平行な電流と垂直の電流とでは、磁気抵抗効果が異なる。最近では粒状不規則性を持つ薄膜においても、巨大磁気抵抗効果が測定されている。今年度においては、これらの現象を取り扱う理論的手法が開発された。金属人工格子の磁性に関する研究成果としては、以下の事柄があげられる。CoまたはFeと貴金属からなる多層膜の電子構造がLMTO法により計算され、その垂直磁気異方性エネルギーが価電子の関数として表されることが示された。また磁性層間の磁気的結合に関する定量的計算も進められている。近来、窒化鉄の薄膜において鉄原子が巨大磁気モーメントをもつとの報告がなされている。種々のFe-N人工格子の電子構造、磁性および内部磁場分布の計算が局所密度汎関数法によりなされている。特にFe_4Nにおいて、金属・絶縁体転移の前駆的ふるまいのあることが見いだされた。既に述べたように、人工格子の物性に対し、界面近傍の原子配列の様子が重要である。電子論に基づいて第一原理から原子配列を決定する手法の開発が、APW法または擬ポテンシャル法と分子動力学を組みあわせて進められている。この方法が銅薄膜の構造最適化に用いられている。この分野の研究は徐々にではあるが進んでおり、上述の手法がd電子を含む系に適用され始めたのが成果といえる。

The characteristics of metal artificial lattice are: multi-layer structure, multi-layer structure Metal artificial lattice, perpendicular magnetic anisotropy, exchange bonding between magnetic layers, new phenomena, multilayer structure, degree of freedom, etc. The large magnetic field resistance results in layered structure, complex charge and complex charge generation. This phenomenon is related to the electronic structure and close contact of metal artificial lattices. The characteristics of this study are physical properties, electronic structure and correlation of metal artificial lattice. The position of Weishi app is studied. The following are the results of a large magnetic field resistance test. The atomic arrangement near the interface is irregular and depends on the material structure of the magnetic resistance. The relationship between the irregularity near the interface and the magnetic resistance is discussed. The result is that the metal is combined, the interface is controlled, and the pointer is tested. The temperature dependence of the magnetic resistance effect is regulated, and the temperature dependence of the magnetic resistance effect is increased. In addition, the calculation of electronic structure by LMTO method shows the influence of Fe/Cr artificial lattice on magnetic field resistance. The metal artificial lattice has a layered structure, parallel current, vertical current, and magnetic resistance. Recently, granular irregularities have been observed in thin films, and large magnetic field resistance effects have been measured. This year, the phenomenon of The results of the research on the magnetism of metal artificial lattice are as follows: The electronic structure of Co and Fe multilayers is calculated by LMTO method, and the electron correlation of Co and Fe is shown in this paper. The quantitative calculation of the magnetic bonding between the magnetic layers Recently, iron atoms in thin films have been reported to be extremely magnetic. Calculation of electronic structure, magnetic properties and internal magnetic field distribution of Fe-N artificial lattices by local density correlation method In particular, Fe_4N, metal, and other materials are used in the process of transformation. The physical properties of the artificial lattice and the atomic alignment near the interface are important. The first principle of electron theory is the development of the method for determining the atomic arrangement, and the APW method is the organization of molecular dynamics. This method is used to optimize the structure of copper thin films. The above methods are applicable to the research of this field.

项目成果

Y.Asano: "Mumerical study of the conductance in magnetic superlattice" J.Magn.Magn.Mat.,. (1993)

Y.Asano：“磁超晶格电导的数值研究”J.Magn.Magn.Mat.，。

M.Takeda: "Calculated hyperfine fields of light interstitials in Fe" Hyperfine Int.,. 70. (1993)

M.Takeda：“计算铁中光间隙的超精细场”Hyperfine Int.，。

H.Nakanishi: "Interfacial roughness and giant magnetoresistance in metallic multilayers" J.Magn.Magn.Mat.,. (1993)

H.Nakanishi：“金属多层膜中的界面粗糙度和巨磁阻”J.Magn.Magn.Mat.，。

Y.Asano: "Parallel and perpendicular transport in multilayered structures" Phys.Rev.B,. (1993)

Y.Asano：“多层结构中的平行和垂直传输”Phys.Rev.B，。

J.Inoue: "Transport properties in magnetic superlattices" J.Phys.Soc.Jpn.61. 1149-1152 (1992)

J.Inoue：“磁性超晶格中的传输特性”J.Phys.Soc.Jpn.61。