230 likes | 318 Views
ELFT Anyagtudományi Őszi Iskola, Gyöngyöstarján – 2008. október 1-3. Spindinamika felületi klaszterekben. Balogh L. , Udvardi L., Szunyogh L. BME Elméleti Fizika Tanszék, Budapest Lazarovits B. MTA Szilárdtestfizikai és Optikai Kutatóintézet, Budapest. Tartalom. Felületi klaszterek
E N D
ELFT Anyagtudományi Őszi Iskola, Gyöngyöstarján – 2008. október 1-3. Spindinamika felületi klaszterekben Balogh L., Udvardi L., Szunyogh L. BME Elméleti Fizika Tanszék, Budapest Lazarovits B. MTA Szilárdtestfizikai és Optikai Kutatóintézet, Budapest
Tartalom • Felületi klaszterek • Spindinamikai szimulációk • Többszörös szóráselmélet, KKR (5x) • Klasszikus spinmodellek (2x) Új megközelítés: • Monte Carlo szimuláció (2x) • Eredmények: alapállapot (2x) • Eredmények: termodinamika (3x)
Felületi klaszterek – Motiváció • Fizikai szempontból • mágneses szerkezet megértése alapelvekből • kísérletileg ellenőrizhetőpl.: spinpolarizált STM, ferromágneses AFM • alacsony szimmetria→ nagyobb anizotrópia-energiák→ új kölcsönhatások: Dzyaloshinsky–Moriya→ számításigény • Technikai szempontból • nagysűrűségű mágneses adattárolás
Tartalom 2: Spindinamikai szimulációk A rendszer energiája amágnesezettség függvényében Relativisztikus SKKR elektronszerkezet számítás Paraméteres H op.paramétereinek illesztése Modell H-operátor • Alapállapot • Termodinamika Mozgásegyenlet megoldása • Alapállapot • Termodinamika MC szimuláció
Green-függvény Dirac-egyenlet: Def.:rezolvens operátor: Szabad elektron + kölcsönhatás: Dyson-egyenlet: Def.:T-operátor:
Lloyd-formula, mennyiségek várható ért. Integrált állapotsűrűség: Lloyd-formula: Operátorok várható értéke:
Potenciál egyszerű rácsban: „Single-site” t-operátor: Def.:scattering path operator (SPO): Def.:τ-operátor Fourier-transzformáltja:
Beágyazás B. Lazarovits, Electronic and magnetic properties of nanostructures (Dissertation, 2003)
A KKR-mátrix irányfüggése Dirac-egyenlet Pl.: L. Udvardi et. al., Phys. Rev. B 68, 104436 (2003)
Klasszikus Heisenberg-modell on-site anizotrópia Cr3|Au(111) Izotróp csatolás szimmetrikus antiszimmetrikus (Dzyaloshinsky–Moriya) A. Antal et. al., Phys. Rev. B 77, 174429 (2008)
Paraméterek illesztése LN módszerével Cr3|Au(111) A. Antal et. al., Phys. Rev. B 77, 174429 (2008)
Új spindinamika szimuláció – Összefoglalás Energia a mágneseskonfiguráció függvényében Relativisztikus SKKRelektronszerkezet számítás Lloyd-formula: • Beágyazott klaszter technika • Magnetic force theorem • Frozen potential approx. • 2-rendű Taylor-közelítés: Deriváltak: • Alapállapot • Véges T, termodin. MC szimuláció
MC szimuláció SKKR módszer → ≈ szabadenergia a mágneses konfiguráció függvényében Megszorított Metropolis-algoritmus:
MC szimuláció ab initio alapokon – Folyamatábra Kezdeti konfiguráció mágneseskonfiguráció stb… hőmérsékletszabályozása MC szimuláció Alapállapot,termodinamikai mennyiségek (T > 0)
Alapállapot – Ferromágneses rendszerek: Con|Au(111) Co36 Co16 Co9 „dőlt alapállapot” hordozóra merőleges alapállapot A mágnesezettség iránya függ a klaszterméretétől és alakjától!
Alapállapot - Antiferromágnes rendszer:Cr36|Au(111) véletlenkonfiguráció
Összefoglalás • Ab initio, véges hőmérsékletű klaszterszimuláció • Terv: gyorsítás → nagyobb klaszter→ jobb termodinamikai minta→ adattárolásban: 1 bit méretének elérése • Távolabbi terv:statisztikus mintát felhasználva:DLM technikateljes rétegre
Irodalom • L. Szunyogh, Introduction to Multiple Scattering Theory (lecture notes)http://www.phy.bme.hu/~szunyogh/Kkr-slides.pdf • B. Lazarovits, Electronic and magnetic properties of nanostructures (Dissertation, 2003)http://www.cms.tuwien.ac.at/PhD_Theses/pdf_2003/Bence_Lazarovits.pdf • L. Udvardi et. al., Phys. Rev. B 68, 104436 (2003) • A. Antal et. al., Phys. Rev. B 77, 174429 (2008)
ELFT Anyagtudományi Őszi Iskola, Gyöngyöstarján – 2008. október 1-3. Köszönöm a figyelmet!