2002 Fiscal Year Annual Research Report
走査トンネル顕微鏡により制御する磁性原子架橋のナノ物性に関する理論的研究
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13650026
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
中西 寛 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (40237326)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
笠井 秀明 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00177354)
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| Keywords | 原子架橋 / ナノワイヤー / 磁性 / STM / 量子化電気伝導 / 構造安定性 / 鉄 / 第一原理計算 |
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| Research Abstract |
昨年度、第一原理電子状態計算を用いて、鉄の原子架橋の安定構造と磁性について考察した結果、直線型構造では困難であった軸方向への圧縮による磁性状態変化は、より構造の強固な、ねじれた梯子型構造の原子架橋においては、可能であることが見出された。
今年度、このねじれた梯子構造をもつ鉄原子架橋の量子化コンダクタンスを調べ,次の結果を得た。架橋に、応力を印加しない強磁性状態の場合は、トータルのコンダクタンスは数G_0/2(=e^2/h)程度と低い。このとき、多数スピン電子のd-バンドは、フェルミレベルの下に完全に沈み、バンド幅の広いs-likeバンドのみが、フェルミ面と交差する。このため、架橋に応力をかけてもこの状態では、多数スピン電子の電気伝導への寄与はあまり変化しない。これに対し少数スピン電子のd-バンドは、フェルミレベル近傍に位置する。d-バンド幅は狭いため、応力印加によるバンドレベル変化に応じて、フェルミレベルと交差する少数スピン電子のバンド数は、著しく変化し、少数スピン電子の電気伝導への寄与が変化する。従って架橋を流れる電流のスピン偏極は、軸方向への圧縮により著しく大きさ及び方向が変化する。軸方向への応力を強め常磁性状態とした場合は、電気伝導のスピン偏極も消失し、トータルのコンダクタンスは、十数G_0と、強磁性状態より大きくなる。これは、両スピン電子のd-バンドが、フェルミレベルと交差するためである。
これらの結果より、応力印加による格子構造変化により原子架橋のスピン伝導を制御できる可能性があるといえる。
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[Publications] Hiroshi Nakanishi, Hideaki Kasai, Tomoya Kishi, Fumio Komori, Ayao Okiji: "Transport and Magnetic Properties of Magnetic Alloy Atom Bridge"Physica E. (in press). (2003)
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[Publications] Hiroshi Nakanishi, Tomoya Kishi, Hideaki Kasai, Fumio Komori, Ayao Okiji: "TRANSPORT PROPERTIES OF MAGNETIC ATOM BRIDGES CONTROLLED BY A SCANNING TUNNELING MICROSCOPE"Surface Science. (accepted for publication). (2003)
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[Publications] Hiroshi Nakanishi, Hideaki Kasai, Tomoya Kishi, Fumio Komori, Ayao Okiji: "STM-tip induced magnetic state change of Fe atom bridge"Surface Science. 514・1-3. 161-166 (2002)
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[Publications] Tomoya Kishi, Hiroshi Nakanishi, Hideaki Kasai, Fumio Komori, Ayao Okiji: "Magnetic properties of Fe thin films on Cu(111)"J.Phys Soc.Japan. (in press). (2003)
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[Publications] Hideaki Kasai, Hiroshi Nakanishi, Tomoya Kishi, Fumio Komori, Ayao Okiji: "Magnetic properties of Fe-Ni alloy atom bridges"Surface Science. 514・1-3. 156-160 (2002)
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[Publications] Yuki Shimada, Hideaki Kasai, Hiroshi Nakanishi, Wilson Agerico Dino, Ayao Okiji, Kazuhiko Hasegawa: "The theoretical analysis of quantum mirages on the Cu(111)surface"Surface Science. 514・1-3. 89-94 (2002)
