有机 - 反铁磁界面处自旋极化的原子尺度反转

Nuala M. Caffrey; Paolo Ferriani; Simone Marocchi; Stefan Heinze

doi:10.1103/PhysRevB.88.155403

有机 - 反铁磁界面处自旋极化的原子尺度反转

材料科学 2015-06-16 v2

作者: Nuala M. Caffrey , Paolo Ferriani , Simone Marocchi , Stefan Heinze

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摘要

利用第一性原理计算，我们展示了二维反铁磁过渡金属表面的磁性质如何通过小有机分子的吸附而在原子尺度上被修饰。我们考虑了吸附在沉积于 W(110) 表面的单层 Mn 上的苯 (C6H6)、环辛四烯 (C8H8) 以及一个小过渡金属 - 苯络合物 (BzV)——该表面在相邻 Mn 行中表现出近乎反铁磁排列的磁矩。由于分子 pz 轨道与 Mn 单层 d 态之间的自旋依赖杂化，Mn 薄膜中的磁矩显著降低。此外，发现该有机 - 反铁磁界面处的自旋极化在原子尺度上被调制，既增强又反转，这是分子吸附的结果。我们表明，这种效应可以通过自旋极化扫描隧道显微镜 (SP-STM) 分辨出来。我们模拟的 SP-STM 图像显示了吸附分子上方空间依赖的自旋分辨真空电荷密度——即分子上方的不同区域维持着不同符号的自旋极化。虽然在清洁磁性表面费米能级附近的真空电荷密度由具有 s 和 p 对称性的态主导，但我们证明，在分子吸附后，那些通常因其对称性而被抑制的 d 态，由于与分子轨道的相互作用，可以在真空中发挥关键作用。我们还模拟了由 Mn/W(110) 的自旋螺旋基态引起的磁矩轻微倾斜所导致的偏离完美反铁磁序的小偏差效应。

关键词

自旋极化反转有机 - 反铁磁界面第一性原理计算分子吸附自旋极化扫描隧道显微镜过渡金属表面磁矩

引用

@article{arxiv.1308.0934,
  title  = {Atomic-scale inversion of spin polarization at an organic-antiferromagnetic interface},
  author = {Nuala M. Caffrey and Paolo Ferriani and Simone Marocchi and Stefan Heinze},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1308.0934},
  year   = {2015}
}

备注

11 pages, 11 figures

有机 - 反铁磁界面处自旋极化的原子尺度反转

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关键词

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