Исследование электронных и магнитных свойств низкоразмерных металлических систем в методе сильной связи

• Автор: Бажанов, Дмитрий Игоревич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 140 с.

Оглавление
Введение
I. Литературный обзор
1. Современное состояние исследовании магнитных характеристик низкоразмерных металлических систем
2. Исследования магнитных свойств КЬ на поверхности Лд(001)
3. Постановка задачи
II. Методы исследования
1. Полуэмпирический метод сильной связи (ТВМ)
1.1. Основные положения ТВ-Теории
1.2. Метод зонной интерполяции в приближении сильной связи
2. Метод рекурсии /-пространства
2.1. Основные принципы рекурсионного метода
2.2. Схемы прерывания
2.3. Метод рекурсии в различных представлениях
2.4. Связь между представлениями
3. Расчет магнитных свойств в методе сильной связи и схеме рекурсии
3.1. Модель Стонера ферромагнетизма
3.2. Модельный Гамильтониан, используемый в расчетах
3.3. Модель жесткой зоны
4. Параметризация гамильтонианов в методе сильной связи
4.1. Условно принятый подход
4.2. Законы изменения пропорций
III. Результаты и их обсуждение
1. Определение конфигурационных параметров модели расчета

2. Принципы расчета электронных и магнитных свойств одномерных наноструктур Ш1 на поверхности А§(001)
3. Одномерные цепочки ЛЬ на идеальной поверхности А§(001), плотность электронных состояний и магнитные характиристики
4. Одномерные цепочки ЛЬ вблизи ступеней идеальной поверхности А§(001)
5. Взаимная диффузия атомов одномерных цепочек ЛЬ и А§ на границе раздела сред
Основные результаты и выводы
Приложение А. Параметры и таблицы
Литература

Введение
Экспериментальные и теоретические исследования, проводимые на атомарных кластерах, наночастицах и мультислоях показывают, что большое влияние на формирование и эволюцию магнитных свойств оказывают пространственная размерность, симметрия и форма структур [1]-[3]. Известно, что уменьшение размера (кластеры) или размерности может привести к увеличению магнитного момента традиционно ферромагнитных материалов [3, 4], и превратить немагнитные (для краткости текста, как правило, термином немагнитные материалы в работе будут называться материалы, в которых отсутствует магнитный порядок, то есть пара или диамагнитные; такая сокращенная терминология нередко используется и в международных научных журналах; термины - магнитные материалы, магнетизм - будут использоваться для краткости обозначения ферромагнитных материалов и ферромагнетизма; во всех случаях, когда такое сокращение может привести к недоразумению, будут использоваться точные термины) материалы в магнитные [5]-[8]. Данный факт указывает на возможность получения новых магнитных материалов, которые могут быть синтезированы на уровне атомарного проектирования [9]-[12]. С другой стороны он несет в себе важнейшие технологические изменения в области микроэлектроники: создание в будущем столетии компактных магнитных накопителей информации с объемом памяти до 10 Gb на дюйм-2. Современные экспериментально-технические средства способны создавать на подложках кластеры и наноструктуры определенных размеров и форм, с высокой степенью плотности, и этот процесс регулируется методом контролируемой диффузионной аггрегации [9]-[13]. В решении вопроса о существовании конечного предела для малых магнитов и множественности магнитных решений системы, действенную помощь оказывают теоретические подходы, сопряженные с компьютерным экспериментом. Теоретические подходы на основе первопринципных ab initio и полуэм-пирических методов применялись для изучения магнитных свойств различных систем (кластеров, мультислоев, тонких пленок, поверхностей) [14]. При помощи этих методов удается получить детальную информацию о влиянии микроскопических процессов ( взаимодействие отдельных атомов на поверхности, внутреннее перемешивание и интердиффу-

(п/ш)к Нщт *— (кїг? т)
(28)
Поскольку Н обладает свойством периодичности решетки, он будет блочно-диагональным в новом базисном наборе, причем каждый блок будет содержать лишь единственное значение вектора к. Внутри этих блоков матричные элементы могут быть записаны следующим образом
где одно из суммирований было проведено с использованием трансляционной симметрии решетки, а матричные компоненты энергии определены соотношением
Поскольку линейная комбинация атомных орбиталей может быть перегруппирована с помощью преобразований для сферических гармоник х, уг, х2 - у2 и т.д., то соответствующая линейная комбинация блоховских сумм преобразуется также, как сферические гармоники [93]. Следовательно для этих сумм можно ввести обозначения в соответствии с указанными выше гармониками. Тогда матричные элементы гамильтониана между базисными функциями могут быть обозначены через (з/з)к, (з/ж)к и т.д., а соответствующие интегралы энергии (30) могут быть таким же образом переобозначены через #8>8(В), и т.д.. В уравнении Н — — + -ф//(г) используется одночастичный потенциал,
который записывается в виде:
где потенциал V.; центрирован на г-ом атоме и обращается в нуль на определенном от него расстоянии. Если подставить это выражение и разложение волновой функции (26) в (29), то тогда каждый член интеграла имеет вклады от трех областей пространства: от областей, центрированных вокруг двух атомных волновых функций фп и фт, и от области, центрированной на потенциале. В этом случае интегралы в (29) могут быть расклассифицированы в четыре категории:
(29)
(30)
(31)