GGA汎関数法による金属表面における再構成原子構造の第一原理的予測

利用 GGA 泛函理论第一性原理预测金属表面重建原子结构

• 批准号: 08640450
• 负责人: 浅田 寿生
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Shizuoka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 1997
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08640450/
• 关键词: 金属表面; 表面磁性; 第一原理計算; FLAPW; Fe超薄膜; 表面合金; GGA; 磁性薄膜; 電子状態

(1)GGA-FLARW法によるCu(100)上C(2×2)Cu3d表面合金の安定性への評価密度汎関数法における密度勾配近似の一つであるgeneralized gradient approximation(GGA)をfilm FLAPW法に用い、Cu(100)上のC(2×2)Cu3d表面合金の安定性を、表面合金相と表面解離相との金エネルギー比較および表面合金相と下地内孤立不純物層含有相との金エネルギー比較によって評価した。coverageが0.5であるときのCuMu表面合金はCu(100)上に安定に生成することが実験的に確認されているが、局所密度近似による評価では、表面合金相は不安定であると予測される。GGAによれば、表面合金層は安定に依存することが示された。GGAによる主たる効果は、局所密度近似にくらべて、下地格子定数を大きく見積もり、不純物相互作用エネルギーは下地格子定数に大きく依存することが示された。(2)Pd超薄膜における磁性相の安定性の評価Rh、Pdなど磁化寸前にあると思われる金属の薄膜層での磁化発現の可能性について、GGA-FLAPW法によって検証した。その結果、Pdでは配位数が小さくなるとフェルミ面での状態密度は減少することが大きく作用し、磁化の可能性はほとんどないこと、これまで磁化の可能性を指摘した報告は、格子定数が極端に大きい場合を扱っていたためであることを推論した。Cu(100)上Fe超薄膜のスピン配列の予測GGA-FLAPW法に用いて、Cu(100)上の1〜6層までのFe層について、磁気構造を面内で強磁性とした場合のすべてにわたってその金エネルギーを求め、層数の変化に伴う最安定磁気構造を予測した。結果として(1)面内強磁性が圧倒的に有利、(2)3層まで面間強磁性が安定、(3)4層以上では、面間で↑↑↓↓↑↑・・の様にbilayer antiferromagnetismが安定で、これはfuFeの最安定構造がスピンスパイラル(q=0.6)であるbulkの結果に対応するものと考えられる、ことを得た。構造の最適化も面間の、緩和について行い、強磁性が体積膨脹と強く結びついて実現される可能性を指摘した。

(1) GGA-FLARW method for evaluating the stability of C (2 × 2) Cu 3d surface alloy on Cu (100) density general correlation method for density matching approximation (GGA) film FLAPW method for C (2 × 2) Cu 3d surface alloy on Cu (100) The surface alloy phase and the surface dissociation phase are compared. The surface alloy phase and the inner isolated impurity layer are compared. CuMu surface alloy is stable on Cu (100) surface with coverage of 0.5. It is confirmed that CuMu surface alloy is stable on Cu (100) surface with coverage of 0.5. It is estimated that CuMu surface alloy is unstable on Cu (100) surface. GGA surface alloy layer is very stable. GGA main effect, local density approximation, ground grid fixed number, ground grid fixed number, ground grid number, ground grid fixed number, ground grid (2)Pd Evaluation of the Stability of Magnetic Phase in Ultrathin Films by Rh, Pd and Magnetization The results show that the coordination number of Pd is small, the density of state of Pd is small, the effect of Pd is large, the possibility of magnetization is large, the possibility of magnetization is large, and the result of Pd is small. The prediction of Fe superthin film alignment on Cu (100) by GGA-FLAPW method is used to predict the Fe layer alignment and magnetic structure of Cu (100) with 1~6 layers. The results show that (1) the in-plane ferromagnetism is favorable,(2) the three-layer ferromagnetism is stable,(3) the bilayer ferromagnetism is stable, and (4) the most stable structure of anti-ferromagnetism is stable. Structure optimization, relaxation, ferromagnetism, volume expansion, strong junction, and the possibility of realization

项目成果

T.Asada, S.Blugel: "First Principles calculation of Cu(100)C(2×2)Cu3d Surface alloy formation energy:Improvement by GGA" Physica B. 237-238. 359-360 (1997)

T.Asada、S.Blugel：“Cu(100)C(2×2)Cu3d 表面合金形成能的第一原理计算：GGA 的改进”Physica B. 237-238 (1997)。

T.Asada et al: "First principles calculation of c/a for first kind AF" J.Magn.Magn.Mater.157/158. 343-344 (1996)

T.Asada 等人：“第一类 AF 的 c/a 的第一原理计算”J.Magn.Magn.Mater.157/158。

T.Hoshino et al: "Interaction energies of point defects in Metals,Non local effect beyond LSDA" Physica B. (1997)

T.Hoshino 等人：“金属中点缺陷的相互作用能量，超出 LSDA 的非局部效应”Physica B. (1997)

H.Sawada, N.Hamada, K.Terakura, T.Asada: "Orbitul and Spin ordering in YVO_3 and haVO_3 in the gencralized gradient approximaction" Phys.Rev.B. 53. 12742-9 (1996)

H.Sawada、N.Hamada、K.Terakura、T.Asada：“广义梯度近似中 YVO_3 和 haVO_3 中的轨道和自旋排序” Phys.Rev.B。

Y.Kumada, M.Matsui, T.Asada: "Structure and Magnetic Properties of Metastable Ni/bcc Fe Multilayers" J.Phys.Soc.Japan. 66. 466-471 (1997)

Y.Kumada、M.Matsui、T.Asada：“亚稳态 Ni/bcc Fe 多层膜的结构和磁性”J.Phys.Soc.Japan。