W(110)위에 성장한 Fe 웃층의 전자 및 자기적 성질

The Electronic and Magnetic Properties of Fe Overlayers on W(110)

비자성 천이금속인 W의 (110)표면 위에 성장한 강자성 Fe 원자층의 전자적 성질 및 자기적 성질을 국소밀도근사 범위 내의 Full Potential Linearized Augmented Plane Wave (FLAPW) 방법을 이용하여 계산하였다. 이 계산에서 W, Fe의 층간 거리는 bull값을 이용하였으며 표면이완 및 계면이완은 고려하지 않았다. 전하밀도, 스핀밀도, 자기 모멘트, 접촉 초미세장, 2차원 띠구조, 각층의 상태밀도 등의 계산결과를 제시하였다. Fe 웃층이 1층인 경우, Fe의 자기모멘트는 2.56 ${\mu}_B$로 bulk에 비해 16% 증가하였고, Fe 웃층이 2층인 경우 표면 및 계면을 이루는 Fe층의 자기 모멘트는 각각 2.90과 2.30 ${\mu}_B$로 평균 자기모멘트는 bulk에 비해 약 18% 증가한 것으로 나타났다. Fe 층수가 1층일 때 자기초미세장의 크기는 2층일 때와는 큰 차이를 보여주고 있다. 깨끗한 Fe(110)의 결과와 비교함으로써 W과의 띠혼합 효과와 격자상수 확장 효과에 대해 논의하고 실험결과의 계산결과를 비교 검토하여 보았다.

The electronic and magnetic structure of Fe overlayers on W(110) is determined by means of the all-electron local spin density full potential linearized augmented plane wave (FLAPW) method with a single slab approach. Charge and spin densities, magnetic moments, contact hyperfine fields, and layer projected density of states (LDOS) are presented. For bilayer Fe coverage, we find magnetic moments to be 2.90 and 2.30 ${\mu}_B$ for the surface and subsurface Fe layers, respectively, corresponding to a 18% enhancement of the total magnetization compared with the calculated bulk value (2.22${\mu}_B$);For monolayer coverage the moment is 2.56 ${\mu}_B$ which is enhanced by 16% compared to bulk. Unusual changes in the magnetic hyperfine interaction are found in going from a monolayer to a bilayer coverage. Comparison of the results to the theoretical ones of the clean Fe(110) to discuss the hybridization and the negative pressure effects. We discuss our results by comparing them to experimental results.