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。

这项研究的目的是从第一个原理计算超出单位相干电位近似（单位点CPA）的Spintrox材料的磁和电子传输性能。今年，在去年之后，我们对稀释磁性半导体中的磁杂质之间的磁相互作用进行了计算，这些磁杂质在旋转材料设计中也非常重要，并结合了局部环境效应。考虑使用单位CPA计算出的有效培养基中包含数十个原子的簇，然后将磁杂质随机放入其中以纳入局部环境效应（群集方法）。此方法允许在基于单位CPA的方法（Liechtenstein等人）之外处理磁相互作用的计算。特别是，今年我们使该程序更快，以便将此方法应用于各种系统。计算（GA，MN）N，（GA，MN）为，（GA，CR）N等的交换相互作用，并通过使用依赖交换互动的互动依赖于不受欢迎的相互作用的交流相互作用来计算通过其他相位近似（RPA; G. Bouzerar等，Europhys。69（2005）812）计算的居里温度。第一个接近性相互作用在很大程度上取决于杂质排列，但是由于低浓度区域的磁性渗透效应，这种相互作用对居里温度没有重大影响。因此，所获得的居里温度与使用列支敦士登方法确定的交换相互作用的情况没有太大不同。此外，为了组织杂质排列与交换相互作用之间的关系，在纳入局部环境效应时，创建了一个子例程来计算状态的电子密度。此外，为了获得有关稀释磁性半导体的磁激发特性的信息，我们开发了一种sublitin集，该集合通过应用Bouzerar等人的方法来计算自旋波的分散关系和密度，并研究了不规则性对磁激发特性的效果。

项目成果

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

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

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

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