Теоретическое исследование магнитных свойств двухкомпонентных нанопроводов, сформированных на ступенях поверхности немагнитной подложкидипломная работа (Бакалавр)
Аннотация:Дипломная работа Д.С.Галкина посвящена изучению магнитных свойств Mn нанопроводов на ступенчатых золотых немагнитных подложках Au(332) и Au(322). Данное исследование связано с решением актуальной и перспективной задачи с целью дальнейшего применения одномерных систем в устройствах наноэлектроники, спинтроники, для разработки прототипов устройств новой магнитной памяти и для реализации систем квантовых вычислений.
В работе Д.С.Галкина приведен краткий обзор современного состояния исследований в данной области науки, приведен ряд работ основных научных группах по представленной тематике, обоснована постановка задачи и актуальность исследуемой проблемы. Одна из глав дипломной работы посвящена описанию теоретического подхода для исследования квантовых свойств одномерных металлических нанопроводов. Все вычисления в данной работе были произведены с использованием кода VASP, использующего при проведении расчётов первые принципы квантовой механики и обладающих поэтому высокой достоверностью и точностью.
В результате проведенных теоретических исследований Д.С.Галкиным получен ряд актуальных и важных результатов. В частности, автор установил, что квантовые магнитные свойства нанопроводов в значительной степени определяются геометрией и компонентным составом поверхности подложек, зависят от степени окисления поверхности подложки. Автором обнаружено появление двух возможных магнитных конфигураций в Mn нанопроводах (ферромагнитной и антиферромагнитной), определена зависимость основного состояния магнитного упорядочения от структуры ступени. Этот результат важен для практического использования данных наноструктур. При исследовании влияния окисления золотой поверхности на магнитные свойства Mn нанопроводов с последующим образованием одномерных оксидов марганца автором работы было обнаружено изменение магнитного упорядочения в проводах оксида марганца с ферромагнитного (без окисления поверхности) на антиферромагнитное. Кроме того в работе проведено детальное исследование электронной структуры Mn и MnO нанопроводов, которое позволило обнаружить два механизма поддержания магнитного порядка в проводах: механизм прямого обменного взаимодействия между атомами Mn в проводе, которое реализует ферромагнитное состояние провода, и косвенного обменного взаимодействия между атомами Mn через немагнитные атомы подложки и немагнитные атомы кислорода в окисленной конфигурации, которое поддерживает антиферромагнитный порядок в проводе.