단위 세포당 n(n=1-4)개의 원자를 갖는 Nin나노와이어 계의 구조및 자기적 특성에 대한 제일원리 연구

Abstract

제일원리적 국소 스핀밀도 근사에 의한 계산방법을 이용하여 Ni 나노와이어에 대한 전자구조와 자기적 성질을 연구하였다. 단위 세포당 Ni 원자의 개수(n = 1 − 4)에 따른 구조적 특성에 따라 각각의 나노와이어에 대한 결합에너지와 자기모멘트를 계산하였다. 계산결과 지그재그-사각형 <TEX>$Ni_4$</TEX> 나노와이어가 에너지적으로 가장 안정하였다. 또한 Ni 나노와이어의 자기모멘트는 선형 나노와이어 Ni1가 <TEX>$1.34 {\mu_B}/atom$</TEX> 로 가장 큰 값을 나타냈으며, 단위 세포당 원자 개수가 증가될수록 자기모멘트는 감소하여 사각형 나노와이어 <TEX>$Ni_4$</TEX>의 자기모멘트가 <TEX>$0.91 {\mu_B}/atom$</TEX> 로 가장 작은 값을 나타냈다. <TEX>$Ni_n$</TEX>(n = 1 − 4)의 각각의 구조들에 대한 상태밀도, 에너지 띠 등의 전자구조 계산결과를 제시하고 논의 검토하였다. The magnetic properties of Ni nanowires consisting of one to four atoms are investigated by mean of ab initio spin-polarized density functional calculations. Stability of zigzag-square <TEX>$Ni_4$</TEX> nanowire is larger than <TEX>$Ni_4$</TEX> nanowires with square. The magnetic moment of linear <TEX>$Ni_1$</TEX> is <TEX>$1.34{\mu_B}/atom$</TEX>, which is the largest magnitude among moments of five Ni nanowires. The magnetic moment of Ninanowires show to be decreased by increasing the number of atoms in unit cell. The smallest moment is <TEX>$0.91 {\mu_B}/atom$</TEX> for square <TEX>$Ni_4$</TEX> nanowire. The spin polarization of zigzag-square <TEX>$Ni_4$</TEX> nanowire is 32% higher than that of fcc bulk Ni.