1996 Fiscal Year Annual Research Report
GGA汎関数法による金属表面における再構成原子構造の方一原理的予測
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08640450
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
浅田 寿生 静岡大学, 工学部, 教授 (90022269)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
星野 敏春 静岡大学, 工学部, 教授 (70157014)
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| Keywords | 金属表面 / 表面磁性 / 第一原理計算 / FLAPW / GGA / 表面合金 / Fe超薄膜 / 電子状態 |
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| Research Abstract |
(1)GGA-FLAPW法によるCu(100)C(2×2)Cu3d表面合金生成のエネルギー論的検証
密度汎関数法における密度勾配近似の一つであるgeneralized gradient appoximation(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解離相のエネルギー比較(formation energy)および表面合金相と下地内孤立不純物相との間のエネルギー(interdiffusion)比較によって評価した。CuMn表面合金が0.5の被覆度においてCu(100)上に安定に生成することが実験的には確認されているが、局所密度近似(LDA)による計算では、その安定性を支持する結果を得ることは出来ないが、GGAによればCuMnは表面合金として安定に存在することが示された。又、CuTi表面合金の存在も予言された。表面合金生成のエネルギー論における微視的機構を考察した。
(2)Cu(100)上Fe超薄膜のスピン配列の第一原理的予測
bulk Feのfcc構造は、静的には磁気モーメントの消失した高温においてのみ見られるので、下地により格子定数を強制されているCu上のfccFe薄膜は、Cu合金中の整合析出fccFeとともに、精力的に研究され、実験上の不一致も近年、ほぼ、収束に向っている。これまでのLDAによる第一原理計算では、実験で得られる"層状4位より下では強磁性"という結果を再現することは出来ずパズリンクであった。我々はCu(100)上のFe超薄膜の磁気構造を、Cu格子定数をもつ、free standing Fe film及び3層のCuをサンドウイッチにしたnFe/_3Cu/nFeの構造の系に対しGGA-FLAPWの計算を行い、(i)面内では、強磁性が圧倒的に有利,(ii)3層までは面間しFMの方が安定であるが、(iii)4層以上では面ではuuddの様な2層を単位として1層と4層かくり返す構造が再安定であることを見直した。uuで始まる磁気構造間のエネルギー差は小さく層数を増加させることにより、この様な磁気構造の数は増加するから、有限温度ではこの様なpseudomorphicな構造で超安定磁気を特定することはむつかしく、界面の状況に与えるわずかな実験条件のちがいが、磁気構造をpinningするという推論に至る結果を得た。
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[Publications] H.Sawada et al: "Orbtal and spin ordering in YVO_3 and LaVO_3 with GGA" Phys.Rev.B. 53. 12742-12749 (1996)
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[Publications] T.Asada et al: "First principles calculation of c/a for first kind AF" J.Magn.Magn.Mater.157/158. 343-344 (1996)
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[Publications] T.Hoshino et al: "Spin-Polarization energies of 3d impurities in metals" J.Magn.Magn.Mater.157/158. 717-718 (1996)
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[Publications] T.Hoshino et al: "First principles calculation of detect energies in metals" Transacts of the Material Res.Soc.Japan. 20. 815-818 (1996)
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[Publications] T.Asada et al: "First principles calculation of Cu(100)C(2×2)Cu3d surface alloy formation energy" Physica B. (1997)
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[Publications] T.Hoshino et al: "Interaction energies of point defects in Metals,Non local effect beyond LSDA" Physica B. (1997)
