2001 Fiscal Year Annual Research Report
走査トンネル顕微鏡の探針と金属表面間の原子架橋における量子輸送現象の理論的研究
| Project/Area Number |
11640375
|
|---|
| Research Institution | Osaka University |
|---|
Principal Investigator |
笠井 秀明 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00177354)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中西 寛 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (40237326)
|
|---|
| Keywords | 原子架橋 / ナノワイヤー / 磁性 / STM / 第一原理計算 / 構造安定性 / 鉄 / ニッケル |
|---|
| Research Abstract |
これまでに、鉄原子架橋において架橋断面に2つの原子を含む場合には、ねじれた梯子構造が安定であることを見出している。今回、この構造の原子架橋において鉄原子をニッケル原子と置換したFe_<1・x>Ni_x合金原子架橋の磁性状態の変化について第一原理計算を行った。なお原子架橋の場合、STM探針を操作して軸方向の原子間距離dを変化させると磁性状態が変化するが、今回はd=1.75Åに固定して計算を行った。
Fe原子架橋(x=0)とNi原子架橋(x=1)の磁気モーメントは、それぞれ、一原子当たり3.2μ_B、0.9μ_Bとバルク結晶中での値、2.2μ_B、0.6μ_Bより大きな値になることを見出した。また合金原子架橋での平均磁気モーメントの大きさは、Slater-Pauling曲線上の対応するバルク合金中での値に比べ、大きな値となった。すなわちFeNi合金原子架橋の磁気モーメントは、バルク中より大きくなる傾向のあることを見出した。
Fe原子をNi原子と置換し、xを増加すると、直線的に平均磁気モーメントが減少することを見出した。原子架橋中のスピン分極の空間分布を調べたところ、スピン分極は各原子に強く束縛されており、各原子は独立に磁気モーメントを保持している。すなわち、Fe原子一個あたり3.2μ_B、Ni原子で0.9μ_Bの磁気モーメントを構成比xに依存することなく保持し、FeNi合金の平均磁気モーメントはFe原子架橋(x=O)とNi原子架橋(x=1)の間を線形補完した値をもつことになる。
このように合金化を行えば、原子架橋の磁性制御が可能であることが示された。これを用いれば、バリスティックなスピン伝導が可能となり、ナノデバイスヘのスピン注入源等も設計できる。
|
-
[Publications] K.Hasegawa, W.A.Dino, H.Kasai, A.Okiji: "Dynamics of STM-induced acetylene dissociation on Cu(1OO)"J.Phys.Soc.Jpn.. 71. 569-573 (2002)
-
[Publications] Y.Miura, H.Kasai, W.A.Dino, A.Okiji: "Quantum Dynamics of Abstraction in H(g)+H(a)/Cu(111):Direct (Eley-Rideal) and Indirect (Hot-Atom) Processes"J.Phys.Soc.Jpn.. 71. 222-227 (2002)
-
[Publications] H.Kasai, H.Nakanishi, F.Komori, A.Okiji: "Magnetic properties of Fe-Ni alloy atom bridge"Surf.Sci.. (accepted for publication). (2002)
-
[Publications] H.Nakanishi, H.Kasai, T.Kishi, F.Komori, A.Okiji: "STM-tip induced magnetic state change of Fe atom bridge"Surf.Sci.. (accepted for publication). (2002)
-
[Publications] Y.Shimada, H.Kasai, H.Nakanishi, W.A.Dino, A.Okiji, Y.Hasegawa: "The theoretical analysis of quantum mirages on a Cu(111) surface"Surf.Sci.. (accepted for publication). (2002)
-
[Publications] T.Shirai, H.Kasai, W.A.Dino, H.Nakanishi, A.Okiji: "Interacting Electrons in One-dimensional Confinement"Surf.Sci.. (accepted for publication). (2002)
