Giant magnetoresistance of superlattice in first principle theory

Abstract

The effect of the electronic structure on the giant Magnetoreistance (MR) in the superlattices has been theoretically studied. The energy bands are calculated with the linear muffin-tin orbital atomic sphere approximation method in the local-spin-density approximation. Calculations are performed for the Co/Cu superlattices with the fcc (001) stacking. The MR ratio has been found to change as a function of the Cu layer thickness, and is attributed to the change in the fermi velocity. The calculated results are in a good agreement with experimental data. The thickness of the Co layer has been shown to have little effect on the MR ratio. As a result, it can be concluded that the giant MR effect can be estimated by the fermi velocity which is determined by the first principle band calculation.

超格子における巨大磁気抵抗(MR)への電子構造の影響を理論的に検討した。エネルギーバンドの計算には、局所スピン密度汎関数法において、線形マフィンティン軌道原子球近似を用いた。Co/Cu超格子のfcc多層構造(001)について計算した。この結果、MR比はCu層の厚さの関数として変化することが分かり、それはフェルミ速度の変化によるものである。計算結果は実験と良い一致を示す。Co層の厚さはMR比にほとんど影響しないことが分かった。この結果、巨大磁気抵抗効果は、第一原理計算によって求めたフェルミ速度によって推定できると結論した。