• Title/Summary/Keyword: 제일원리계산

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Magnetism and Magnetocrystalline Anisotropy of Ni/Fe(001) Surface: A First Principles Study (Ni/Fe(001)의 자성과 자기이방성에 대한 제일원리계산)

  • Kwon, Oryong;Hong, Soon Cheol
    • Journal of the Korean Magnetics Society
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    • v.25 no.4
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    • pp.101-105
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    • 2015
  • Recent theoretical calculations predicted that a system composed exclusively of 3d transition metals without 4d/5d transition metals or rare earth metals can have strong perpendicular magnetocrystalline anisotropy (MCA) if Fe and Ni layers are arranged appropriately. They considered only Fe-terminated surfaces, noting that Fe/MgO(001) and CoFeB/MgO(001) show strong perpendicular MCA. In this paper, we investigate magnetism and MCA of Ni/Fe(001) surface where Ni layer is positioned at the surface, by using complementarily the first principles calculational methods of Vienna Ab-initio Simulation Package (VASP) and Full-potential Linearized Augmented Plane Wave (FLAPW) method. Comparing results of magnetism and MCA obtained by VASP with the results by FLAPW method, we find the VASP results do not show big difference from results by FLAPW method. Magnetic moments of Fe and Ni are enhanced due to strong hybridization between Fe and Ni bands. MCA of Ni/Fe(001) is parallel to the surface, which implies the surface termination plays a crucial role in determining MCA of a system.

제일원리 계산에 의한 Fe/Pt (001) 표면의 평형 구조 및 자기이방성 연구

  • Lee, Eung-Gwan;Choe, Hui-Chae;Hwang, Yu-Bin;Jeong, Yong-Jae
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2011.02a
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    • pp.316-316
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    • 2011
  • 제일원리 계산으로 Fe/Pt (001) 표면의 표면상태도를 계산하고 표면상태도로 부터 얻어진 평형 Fe/Pt (001) 표면구조의 자기이방성에너지를 계산하였음. 계산된 표면상태도로 부터 Fe-rich $L1_2$ 구조와 수직 $L1_0$ 구조가 가장 안정한 표면 Fe/Pt (001) 구조임이 밝혀졌음. 제일원리로 계산 된 두 구조의 자기이방성에너지를 관측하여 두 구조의 자기용이축이 모두 [001] 방향으로 정렬 됨을 확인하였다. 자기이방성에너지가 격자 변화와 표면 형성 중 어떤 원인에 의해 발생하는지 판단하기 위해서 표면구조, 벌크구조, 및 표면구조와 동일한 격자상수를 가진 벌크구조를 비교 하였다. 비교 결과에 의해 자기이방성에너지의 주 원인은 표면 형성임이 밝혀졌으며 이를 좀 더 명확히 하기위해 상태밀도함수를 계산하였다. 상태밀도함수 계산 결과 Fe 원자의 $3d_{z2}$ 오비탈의 페르미 준위 아래에서의 상태가 표면이 형성되면서 증가하는 것을 관측하였으며 이는 [001] 방향으로의 자기이방성을 증가시키는 오비탈이므로 표면 형성에 따른 자기이방성에너지 증가는 Fe 원자의 $3d_{z2}$ 오비탈에 의함이 판명되었다.

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Magnetostriction of B2-structured FeX (X = Al, Si, Ni, Ga, Ge, and Sn) Alloys: A First-principles Study (B2 구조 FeX(X = Al, Si, Ni, Ga, Ge, Sn) 합금의 자기변형에 대한 제일원리계산)

  • Lee, Sunchul;Odkhuu, Dorj;Kwon, Oryong;Hong, Soon Cheol
    • Journal of the Korean Magnetics Society
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    • v.23 no.4
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    • pp.117-121
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    • 2013
  • In this study we investigated magnetism and magnetostriction of B2-structured FeX (X = Al, Si, Ni, Ga, Ge, and Sn) using a first-principles method, in order to survey the possibility of developing a transition metal based magnetostriction material. The Full-potential Linearized Augmented Plane Wave method was employed for solving the Kohn-Sham equation within the generalized gradient approximation for exchange-correlation interaction between electrons. FeX alloys are stabilized in ferromagnetic states except for the FeSi and FeGe alloys. Magnetostrcition coefficients of FeX (X = Al, Ni, Ga, and Sn) were calculated to be -5, +6, -84, -522ppm, respectively. It is noteworthy that the magnetostriction coefficient (-522ppm) of FeSn is larger than that (+400ppm) of Gafenol.