Der Beitrag der Breit-Wechselwirkung zur magnetischen Anisotropie von Nanostrukturen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das primäre Ziel des Projekts - die Entwicklung und Umsetzung einer geschlossenen relativistischen Beschreibung des Beitrags zur magnetischen Anisotropieenergie aufgrund der Breit-Wechselwirkung - wurde vollständig erreicht. Aufgrund unerwarteter numerischer Probleme gab es allerdings erhebliche Verzögerungen bei der programmtechnischen Umsetzung, so dass bislang nur Anwendungen für zweidimensionale Schicht Systeme, sowohl periodische Viellagen- als auch Oberflächenschichtsysteme, und für periodische Arrays von Drähten vorliegen. Bei zweidimensionalen Schichtsystemen zeigte sich klar, dass für große Schichtdicken die bislang eingesetzte klassische Behandlung der Formanisotropie auf der Grundlage der Dipol-Dipol-Wechselwirkung ausreichend ist. Für geringe Schichtdicken, für die häufig die Spin-Bahn-bedingte Anisotropie und die Formanisotropie in Konkurrenz stehen, sind allerdings in der Regel Unterschiede zu Berechnungen auf der Grundlage der Breit-Wechselwirkung zu erwarten. Interessant erscheinen auch die Auswirkungen einer verbesserten Behandlung im Bereich eindimensionaler freistehender Drähte zu sein. Dazu wurden erste Arbeiten vorgenommen, die auch in Zukunft fortgesetzt werden sollen. In diesem Zusammenhang erscheinen Anwendungen auf entsprechende eindimensionale Übergangsmetallsysteme, die experimentell am IFW Dresden untersucht wurden und deren leichte Achse durch die Form anisotropic wesentlich mitbestimmt wird, von besonderem Interesse zu sein. Anwendungen auf nulldimensionale Systeme, wie z.B. deponierte Cluster erscheinen hingegen wenig interessant, da in diesem Fall wegen der relativ geringen Anisotropie der Geometrie dieser Systeme, die Bedeutung der Formanisotropie in der Regel verhältnismäßig gering ist. Schließlich sei angemerkt, dass die erfolgten Entwicklungen in weiteren Projekten der Arbeitsgruppe des Projektleiters zum Einsatz kommen. An erster Stelle ist dabei ein derzeit laufendes DFG-Projekt zu Spin-Bahn-bedingten Eigenschaften von korrelierten Übergangsmetallen zu nennen, in dessen Rahmen auch die magnetische Anisotropie von Schichtsystemen untersucht wird.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- An ab-initio description of the magnetic shape anisotropy due to the Breit interaction. Physical Review Letters
S. Bornemann, J. Minár, J. Braun, D. Ködderitzsch and H. Ebert
(Siehe online unter https://doi.org/10.1016/j.ssc.2011.11.001) - An ab-initio description of the magnetic shape anisotropy. DPG Frühjahrstagung 2008, Berlin, 25. - 29. Februar 2008
Hubertus Ebert
- An ab-initio description of the magnetic shape anisotropy. DPG Frühjahrstagung 2009, Dresden, 23. - 27. März 2009
Hubertus Ebert
- Magnetic anisotropy of transition metal surface systems. 20th International Colloquium on Magnetic Films and Surfaces (ICMFS'09), Berlin, 20. - 24. Juli 2009
Hubertus Ebert
- An ab-initio description of the magnetic shape anisotropy. DFG Frühjahrstagung 2010, Regensburg, 21. - 25. März 2010
Hubertus Ebert
