Calculation of electronic and magnetic properties of hybrid low dimensional structures

Abstract

The first part of this work presents a theoretical study of the electronic and magnetic structure of Fe chains on the InAs(110) surface. With the calculated geometry the energetically preferable magnetic structure for the Fe chains along [1-10] and [001] on InAs(110) is determined. From the electronic properties like band structure and relevant densities of states the models of the exchange interaction between Fe atoms in the chain are suggested. Additionally, STM constant current images and dI/dU maps are simulated for the studied systems and are compared with experimental STM data on Fe multimers.

In the second part of the work density functional theory based calculations are performed on a Co(0001) surface terminated with a monolayer in hcp and fcc stacking, respectively. An explanation of the experimental results is given on the basis of the calculated electronic properties of both stackings.

Der Hauptteil der vorliegenden Arbeit widmet sich der theoretischen Untersuchung der elektronischen und magnetischen Struktur von Fe-Ketten auf der InAs(110) Oberfläche. Mit der berechneten Geometrie wird die jeweilige magnetische Grundstruktur von Fe-Ketten auf InAs(110) entlang der [1-10] und [001]-Richtungen bestimmt. Ausgehend von der Bandstruktur und den relevanten Zustandsdichten werden Modelle der Austauschwechselwirkung zwischen den Fe-Atomen aufgestellt. Ausserdem werden für die untersuchten Systeme die STM-Konstantstrom-Bilder und dI/dU-Karten simuliert und mit experimentellen Daten aus STM-Messungen auf Fe-Multimeren verglichen.

In dem zweiten Teil der Arbeit wird die Co(0001) Oberfläche mit der obersten Monolage in fcc- bzw. hcp-Stapelung mit Hilfe der Dichtefunktionaltheorie simuliert. Auf der Basis der berechneten elektronischen Eigenschaften beider Stapelfolgen wird ein Modell zur Interpretation der experimentellen Daten entwickelt.