非局所CPA法によるスピントロニクス材料の電子輸送特性の第一原理計算

非局域CPA方法第一性原理计算自旋电子材料的电子输运性质

• 批准号: 17740255
• 负责人: 佐藤 和則
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17740255/
• 关键词: 第一原理計算; 材料設計; スピンエレクトロニクス; 不規則系; 希薄磁性半導体; 交換相互作用; 電子輸送特性; コヒーレントポテンシャル近似

本研究の目的は、シングルサイトコヒーレントポテンシャル近似(シングルサイトCPA)を超えてスピントロにクス材料の磁気特性や電子輸送特性を第一原理から計算することである、本年度は昨年度に引き続き、スピントロニクス材料設計でやはり非常に重要な希薄磁性半導体中の磁性不純物間の磁気的相互作用について、局所環境効果を取り入れた計算を行った。シングルサイトCPAで計算した有効媒質中に数十原子を含むクラスターを考えその中に磁性不純物をランダムに配置し局所的環境効果を取り入れる(クラスター法)。この方法により磁気的相互作用の計算については、シングルサイトCPAに基づく方法(Liechtensteinら)を超えた取り扱いが可能となった。特に今年度はプログラムの高速化を行い、いろいろな系に本手法を応用できるようにした。(Ga, Mn)N,(Ga, Mn)As,(Ga, Cr)N等について交換相互作用を計算し、得られた不純物配置に依存する交換相互作用を用いて乱雑位相近似(RPA ; G.Bouzerar et al.,EuroPhys.Lett.69(2005)812)によりキュリー温度を計算した。第一近接間の相互作用は不純物配置に大きく依存するが、この相互作用は低濃度領域では磁気的パーコレーション効果のためキュリー温度には大きな影響を与えない。そのため、得られたキュリー温度はLiechtensteinの方法で求めた交換相互作用を使った場合とあまり変わらない。また、不純物配置と交換相互作用の関係について整理するために、局所環境効果を取り入れた場合の電子状態密度を計算するサブルーチンを作成した。さらに、希薄磁性半導体の磁気励起特性についての情報を得るために、Bouzerarらの方法を応用してスピン波の分散関係と状態密度を計算するサブリーチンセットを開発し、磁気励起特性に不規則性が与える影響を調べた。

The purpose of this study is to approximate the relationship between the two groups. The first principle calculation of magnetic properties and electron transport properties of thin magnetic semiconductors is very important for the design of thin magnetic semiconductors. The calculation of CPA is based on the calculation of the environmental effects of the magnetic impurities in the medium containing tens of atoms. This method is based on the calculation of the interaction of magnetic particles. In particular, this year's high-speed implementation of the Internet, the Internet, the Internet (Ga(RPA ; G.Bouzerar et al., EuroPhys.Lett.69(2005)812). The interaction between the first and second interfaces depends greatly on the impurity configuration, and the interaction between the first and second interfaces depends greatly on the magnetic field in the low concentration region. The method of Liechtenstein is to find the exchange interaction. The relationship between impurity allocation and exchange interaction is arranged and calculated. In addition, Bouzerar's method for obtaining information on magnetic excitation characteristics of thin magnetic semiconductors is used to calculate dispersion relations and density of states.

项目成果

First‐principles calculations of exchange interactions in CuAlO2 based dilute magnetic semiconductors with carrier doping

• DOI: 10.1002/pssc.200669625
• 发表时间: 2006-09
• 期刊: Physica Status Solidi (c)
• 作者: H. Kizaki;Kazunori Sato;H. Katayama‐Yoshida

Dilute magnetic semiconductors based on wide bandgap SiO2 with and without transition metal elements

• DOI: 10.1016/j.ssc.2005.06.032
• 发表时间: 2005-10-01
• 期刊: SOLID STATE COMMUNICATIONS
• 影响因子: 2.1
• 作者: Dinh, VA;Sato, K;Katayama-Yoshida, H
• 通讯作者: Katayama-Yoshida, H

First-principles study of the effect off the superexchange interaction in (Ga, Mn) V, V=N, P, As, Sb

(Ga, Mn) V, V=N, P, As, Sb 超交换相互作用影响的第一性原理研究

• 发表时间: 2006
• 期刊: J. Korean Phys. Soc. 49
• 作者: Y.H.Chang;C.H.Park;K.Sato;H.Katayama-Yoshida
• 通讯作者: H.Katayama-Yoshida

Ab initio study of spinodal decomposition in (Zn, Cr) Te

(Zn, Cr) Te 中旋节线分解的从头算研究

• 发表时间: 2006
• 期刊: Phys. Stat. Sol. (a) 203
• 作者: T.Fukushima;K.Sato;H.Katayama-Yoshida
• 通讯作者: H.Katayama-Yoshida

Local environment effects on exchange interactions in dilute magnetic semiconductors

局部环境对稀磁半导体交换相互作用的影响

• 发表时间: 2006
• 期刊: Phys. Stat. Sol. (c) 3
• 作者: K.Sato;P.H.Dederichs;H.Katayama-Yoshida
• 通讯作者: H.Katayama-Yoshida