3d 및 4d 전이금속과 Pd가 c(2×2) 합금을 이룬 단층의 자성에 대한 제일원리 연구

Abstract

Pd과 3d(V, Ti) 및 4d(Mo, Ru, Rh) 전이금속이 c(<TEX>$2{\times}2$</TEX>) 합금을 이루고 있는 단층의 자성을 제일원리적 FLAPW 에너지띠 방법을 이용하여 연구하였다. 이들 합금과 비교를 위하여 Pd과 V, Ti 및 Mo, Ru, Rh 원자로만 이루어진 단층의 전자구조도 계산하였다. 3d 원소인 V와 Ti 만으로 이루어진 단층의 경우, V은 반강자성, Ti의 경우는 강자성상태가 안정적이었으나, 이들이 Pd와 c(<TEX>$2{\times}2$</TEX>) 합금을 이루었을 경우 모두 자기모멘트가 반대 방향을 가지는 준강자성 상태가 안정적이었다. 반면에 4d 원자인 Mo, Ru, Rh이 Pd와 c(<TEX>$2{\times}2$</TEX>) 합금을 이룰 경우에는 자기모멘트들이 같은 방향을 가졌다. 자기모멘트 값을 보면, Ru이나 Rh의 경우 순수단층이나 Pd과 합금을 이룬 경우 그리 큰 차이를 보이지 않았으나, Mo의 경우 <TEX>$0.02\;{\mu}_B$</TEX>에서 <TEX>$2.98\;{\mu}_B$</TEX>로 급격히 증가하였다. 합금을 이루는 두 원소사이의 전하이동은 전기음성도에 따르게 됨을 알았다. We investigated the electronic structure and magnetism of the (3d, 4d)-Pd alloyed c(<TEX>$2{\times}2$</TEX>) monolayer systems, by use of the FLAPW band method. For comparison, pure 3d- and 4d-transition metal monolayers are also considered. We found that the antiferromagnetic configuration of pure V monolayers is sustained in the V-Pd alloy system, while the Ti-Pd alloy system is changed to antiferromagnetic configuration from the ferromagnetic state in pure Ti monolayer. The 4d TM (Mo, Ru, Rh)-Pd monolayers are found to be stable in ferromagnetic configurations. The magnetic moments of Ru and Rh atoms in Ru-Pd and Rh-Pd systems are almost same with those of pure Ru and Rh monolayers, while the magnetic moment of Mo atom is increased to <TEX>$2.98\;{\mu}_B$</TEX> in Mo-Pd alloyed system from the value of Mo monolayer, <TEX>$0.02\;{\mu}_B$</TEX>.