Calculation of the magnetic anisotropy at surfaces and interfaces of rare-earth metals by the electron theory in local spin-density approximation

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Nachdem in den vergangenen Jahren vor allem die magnetischen Volumeneigenschaften von Seltenerdmetallen und Seltenerdmetall-Übergangsmetallverbindungen untersucht wurden, gewinnen derzeit die magnetischen Eigenschaften von Oberflächen und Grenzflächen dieser Materialien eine immer größere Bedeutung. Aus der Sicht der Grundlagenforschung ist diese Problemstellung deshalb interessant, weil durch die Symmetriebrechung an Oberflächen und Grenzflächen die magnetischen Eigenschaften gegenüber dem Volumen zum Teil drastisch verändert werden. Technologisch haben dünne Schichten aus Seltenerdmetall-Übergangsmetallverbindungen und Vielfachschichten aus solchen Verbindung und aus Übergangsmetallen eine wichtige potenielle Anwendung in der magnetischen Datenspeicherung aufgrund ihrer magnetischen Anisotropie senkrecht zur Schichtebene. Die magnetische Anisotropie reagiert besonders empfindlich auf die Symmetriebrechung. In den Seltenerdmetallen wird die magnetische Anisotrophie hauptsächlich durch die Ausrichtung der anisotropen 4f Ladungsdichte in Kristallfeld erzeugt, das wiederum von der lokalen Symmetrie bestimmt wird. Im vorliegenden Projekt soll dieses Kristallfeld mit der ab-initio Elektronentheorie in lokaler Spindichtenäherung und im Rahmen der full-potential linearized-augmented-plane-wave-Methode berechnet werden.