基于第一性原理的 Cu(100) 表面 Co 原子输运性质研究

我们评估了由吸附在 Cu(100) 表面并与铜针尖接触的单个 Co 原子形成的点接触系统在原子内库仑相互作用和自旋轨道耦合存在下的电子输运性质。计算采用在密度泛函理论框架内结合 Hubbard $U$ 项和自旋轨道相互作用评估的平衡格林函数，并通过 Gollum 程序包实现。我们证明，电极间透射的自旋翻转分量贡献为负，且按 $\lambda^2/\Gamma^2$ 比例缩放，其中 $\lambda$ 为自旋轨道耦合强度，$\Gamma$ 为 Co 原子与电极的耦合强度。因此，由于这一不利的比例关系，该系统中自旋轨道耦合对输运的影响很小。然而，我们证明自旋翻转透射分量可根据 Hubbard $U$ 项的值增加两个数量级。这些效应在接触区域尤为重要，因为 $d$ 电子输运占主导地位；而在隧穿区域，输运由 $sp$ 电子透射控制，结果对 $U$ 和自旋轨道耦合值的依赖性较小。利用我们的电子结构和弹性透射计算，我们讨论了 $U$ 和自旋轨道耦合对该系统著名的近藤效应的影响。