金属样品中杂质的自旋轨道诱导磁各向异性 I. 表面各向异性

受最近薄膜和纳米线中近藤电阻率测量的启发，其中较薄样品的近藤振幅受到抑制，我们研究了磁性杂质的表面各向异性。这种各向异性在以下情况下产生：除了与杂质的交换相互作用外，在弹道区域中杂质周围传导电子存在强自旋轨道相互作用。磁性杂质附近的非对称性表现出各向异性轴$n$，在平面表面的情况下，该轴垂直于表面。对于自旋$S$，各向异性能量为$\Delta E=K_d (nS)^2$，各向异性常数$K_d$与从表面测量的距离$d$成反比，且$K_d>0$。因此在低温下，自旋被冻结在最低能量的单重态或双重态中。这种各向异性对电阻率的影响是后续论文（第二部分）的主题。