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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.43.2000.tde-09062015-153032
Documento
Autor
Nome completo
Ângela Burlamaqui Klautau Crispino
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2000
Orientador
Banca examinadora
Pessoa, Sonia Frota (Presidente)
Guimarães Filho, Alberto Passos
Laks, Bernardo
Muniz, Roberto Bechara
Silva, Antonio Jose Roque da
Título em português
Cálculos Ab Initio da Estrutura Eletrônica e Propriedades Magnéticas de Sistemas Metálicos Bidimensionais
Palavras-chave em português
Impurezas
Magnetismo
Metais de transição
Multicamadas
Superfícies
Resumo em português
Neste trabalho, utilizando métodos de primeiros princípios baseados no formalismo LMTO-ASA ("Linear Muffin-Tin Orbital - Atomic Sphere Approximation"), calculamos a estrutura eletrônica e as propriedades magnéticas de sistemas metálicos com simetria bidimensional. Usando o método de espaço real RS-LMTO-ASA, estudamos superfícies de Fe e Pd nas direções [001], [110] e [111]. Investigamos como os diferentes aspectos estruturais inerentes aos sistemas formados por camadas de Pd sobre as superfícies de Fe(001), Fe(110) e Fe(111) interferem no comportamento magnético destes sistemas, procurando explicar os diferentes alcances de polarização das camadas de Pd observados experimentalmente. Passamos, então, a estudar o comportamento magnético de defeitos em superfícies de Pd(001), Pd(110) e Pd(111). Para impurezas de Fe e Co em superfícies de Pd, obtivemos valores de momento magnético local próximos ao da saturação, e mostramos que a variação destes momentos, com o número de primeiros vizinhos em torno do defeito, é aproximadamente linear. Obtivemos uma alta polarização induzida nos átomos de Pd vizinhos às impurezas indicando a existência de um momento magnético gigante, de superfície semelhante ao observado, experimentalmente, para impurezas de Fe e Co em Pd bulk. Estudamos impurezas de Ru em superfícies de Pd, investigando um possível aumento no momento do Ru, uma vez que indícios de magnetismo foram observados experimentalmente no caso desta impureza em Pd bulk. No caso da superfície de Pd(001), investigamos também propriedades magnéticas de sistemas constituídos por aglomerados isolados de Fe embebidos na superfície de Pd e por camadas aleatórias de Fe e Co sobre essa superfície. Os resultados para camadas aleatórias foram obtidos dentro da aproximação do potencial coerente (CPA), utilizando o método "Tight-Binding" TB-LMTO-ASA de espaço k. Finalmente, utilizamos o método RS-LMTO-ASA para investigar o comportamento magnético de camadas de Cr em sanduíches e super-redes Fe/Cr/Fe(001), e mostramos que os efeitos da compressão da rede e da rugosidade na interface Fe-Cr podem causar uma grande redução nos momentos magnéticos das camadas de Cr mais centrais. Nossos resultados estão em boa concordância com os resultados experimentais da literatura e com os resultados teóricos obtidos por outros métodos, quando existentes.
Título em inglês
Ab initio calculations of the electronic structure and magnetic properties of two-dimensional metallic systems
Palavras-chave em inglês
Impurities
Magnetism
Multilayer
Surfaces
Transition metals
Resumo em inglês
In this work we use first principles methods based on the LMTO-ASA ("Linear Mufün-Tin Orbital - Atomic Sphere Approximation") formalism to study the electronic structure and magnetic properties of metallic systems with bidimensional symmetry. Using the Real Space (RS-LMTO-ASA) method we study the Fe and Pd surfaces on [001], [110] and [111]. We investigate how the different structural aspects of Pd layers on the Fe(001), Fe(110) and Fe(111) surfaces affect their own magnetic behavior, determining their relation to the experimentally observed polarization ranges of the Pd layers. We also investigate the magnetic behavior of some defects in Pd(001), Pd(110) and Pd(111) surfaces. For the case of Fe and Co impurities in Pd surfaces, we obtain for their magnetic moment values near the saturation one, and we show that these values decrease linearly as the number of nearest neighbors increases. We obtain a high polarization induced in the atoms of Pd near the impurities, which indicates the existence of a surface giant magnetic moment similar to the one experimentally observed for impurities of Fe and Co in bulk Pd. We study Ru impurities in Pd surfaces, investigating a possible increase in the Ru magnetic moment, once experimental results indicate the presence of magnetism in the case of Ru in bulk Pd. We also investigate the magnetic properties of isolated Fe clusters embedded in the Pd(001) surface, and of random layers of Fe and Co in the Pd(001) surface. The results for the random layers are obtained using the coherent potential approximation (CPA), using the k-space Tight-Binding (TB-LMTO-ASA) method. Moreover, the magnetic behavior of thin layers of Cr in Fe/Cr/Fe(001) trilayers and superlattices is studied using the RS-LMTO-ASA method. The effects of lattice compression and interface mixing are investigated, and it is shown that they can cause large reductions of the Cr magnetic moments. The values are in general in excellent agreement with experiment and other calculations, when available in the literature.
 
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Klautau_2000.pdf (11.15 Mbytes)
Data de Publicação
2015-06-10
 
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