提取超薄膜中磁参数的第一性原理方法比较：Co/Pt(111)
材料科学
2019-06-27 v1
摘要
我们比较了三种基于密度泛函理论的第一性原理计算方法，以探究 Pt(111) 上 Co 单层的磁交换与 Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用（DMI），即 (i) 基于 Korringa-Kohn-Rostoker (KKR) 格林函数方法的磁矩无穷小转动法，(ii) 应用于螺旋磁结构的广义 Bloch 定理，以及 (iii) 具有非共线磁矩的超胞计算，后两者基于全势线性化增广平面波 (FLAPW) 方法。我们特别指出，描述铁磁态长波偏离的微观磁模型中所用的磁相互作用参数，可能与为快速旋转磁结构计算所得者不同，因为这些参数是利用（必然相当小的）超胞或较大的自旋螺旋波矢获得的。在微观磁极限下——我们通过畴壁轮廓的傅里叶分量分析论证了该极限的适用性——使用方法 (i) 和 (ii) 得到了关于自旋刚度与 DMI 螺旋化的一致结果。经后续蒙特卡洛模拟确定的计算自旋刚度与居里温度，显著高于由 Co 体相性质估算的值，这是 Co 单层中最近邻交换相互作用显著增强（+50%）所致。计算结果与文献进行了仔细比对。
引用
@article{arxiv.1904.06954,
title = {Comparison of first-principles methods to extract magnetic parameters in ultra-thin films: Co/Pt(111)},
author = {Bernd Zimmermann and Gustav Bihlmayer and Marie Böttcher and Mohammed Bouhassoune and Samir Lounis and Jairo Sinova and Stefan Heinze and Stefan Blügel and Bertrand Dupé},
journal= {arXiv preprint arXiv:1904.06954},
year = {2019}
}