资源描述：
《磁光效应和材料磁光性质的第一性原理计算》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、磁光效应和材料磁光性质的第一性原理计算南京大学物理系和固体微结构物理实验室计算凝聚态物理组董锦明翁红明Collaborators:Y.Kawazoe,T.FukumuraandM.KawasakiIMR,TohokuUniversity,Sendai,Japan一.磁光效应的基本知识1845年，法拉第（Faraday）发现线偏振光的偏振方向在外加磁场方向平行于光线传播方向的样品中会发生旋转。1877年克尔（Kerr）在反射光线中发现了同样的现象。随后不久，Zeeman,等磁光效应被相继发现。角动量守恒1915年左右，开始研究x-射线范围内的磁光性质1930年
2、，Hulme指出自旋轨道耦合是磁性材料中有MOKE的原因。20世纪70年代才开始ab-initio的计算。90年代，才第一次用第一性原理计算了MOKE谱。磁圆二色性(MCD) MagneticCircularDichroism作用:可以测量特定位置,特定元素的自旋,轨道贡献的磁矩。测量指定元素的磁滞回线。MCD谱指的是磁性材料的左旋与右旋圆偏振光的吸收系数差。一般要求材料的磁场方向平行于或反平行于入射光的传播方向,能够直接反映所考虑能量范围内的导带和价带电子的自旋特性和轨道矩。XMCD的微观机理XMCD的微观机理TwoStepModelThefirstste
3、panangularmomentumtransferredandS-Ocouplingcausesspin-polarizedphotoelectronphotoelectronThesecondstepParalleloranti-paralleltothemagnetizationgotthemaxorminsignalRCPphotonstransfertotheelectronamomentumoppositetothatfromLCPphotons,creatingphtoelectronswithoppositespinsinthetwocase
4、s.Inthefirst(absorption)step,spin-upandspin-downaredefinedrelativetothephotonhelicityorphotonspin,whichisparallel(right)orantiparallel(left)totheX-raypropagationdirection.Themagneticpropertiesenterinthesecondstep.Here,thespin-splitvalenceshellactsasadetectorforthespinoftheexcitedph
5、otoelectron.Thequantizationaxisofthedetectorisgivenbythemagnetizationdirection.典型的XMCD谱线吸收谱线MCD谱线一个应用(OneApplication)FerromagneticdomainpatternforathinColayeronNiO(100),showingallfourspindirectionsinCo.ThespindirectionsarepinnedbytheunderlyingNiO.稀磁半导体（DMS）中的MCDMCD来自价带电子的Zeeman劈裂Ze
6、eman劈裂会通过DMS中的sp-d交换作用而被过渡金属的局域磁矩而增强MCD谱线能够反映掺杂后的能带，与host的能带结构比较，从而判断掺杂后是否有共同的晶格场，能侧面证明是否为替代掺杂理论模型Thezeemansplittingcausespolarizationdependentopticalanisotropies,i.e.,magneto-opticaleffects.Theanisotropyofopticalabsorptioncausesmagneticcirculardichroism(MCD).Theanisotropyofthe
7、refractiveindexcausestheFaradayeffect,i.e.,rotationofthepolarizationplaneoflinear-polarizedlight.TheFaradayeffectandMCDarecloselyrelatedeffects,andtheycontainidenticalinformationabouttheelectronicstructureofthematerial.稀磁半导体（DMS）中的MCD实验解释分别对应ZnTe的各个吸收峰,被称为CriticalPointCo2+在Td对称性晶体场
8、作用下的特征谱线1.对称性变化2.自旋－轨道耦合3.
