Nanostructures with transition metals: Towards ab-initio material design
Project goals
Development of new functional nanomaterials requires understanding nanoscale rules and mechanisms. Our aim is to elucidate the interdependence between magnetism and structure in nanostructures which contain transition metals with unfilled 3d and 4d orbitals. To achieve this we will perform ab-initio calculations of selected properties of nanostructures and observe how these properties change if the shape, size and composition of the nanostructure is varied. Our approach is based on combining calculations performed within the Green's function formalism with calculations performed by means of the finite elements method (FEM). As a by-product, this will also result in further improvements of FEM so that it could be used in ab-initio materials science more widely. Our work will facilitate experimental and technological research aimed at practical use of nanomaterials, especially in data storage devices.
Keywords
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
Standardní projekty 14 (SGA02011GA-ST)
Main participants
Fyzikální ústav AV ČR, v. v. i.
Ústav informatiky AV ČR, v. v. i.
Západočeská univerzita v Plzni / Nové technologie - výzkumné centrumContest type
VS - Public tender
Contract ID
P108-11-0853
Alternative language
Project name in Czech
Nanostruktury obsahující tranzitivní kovy: Směrem k ab-initio materiálovému designu
Annotation in Czech
Vývoj nových funkčníchnanomateriálů není možný bez pochopení pravidel a mechanismůoperujících při nanoskopických škálách. Naším cílem jepřispět k objasnění vzájemné souvislosti magnetismu a atomárnístruktury v nanostrukturách, zejména v nanostrukturáchobsahujících přechodové kovy s nezaplněnými 3d a 4delektronovými slupkami. Za tím účelem provedeme ab-initiovýpočty různých vlastností nanostruktur a budeme sledovat, jakse tyto vlastnosti mění v závislosti na tvaru, velikosti čichemickém složení zkoumaných systémů. Náš přístup se opíráo propojování výpočtů vycházejících z formalismu Greenovýchfunkcí a výpočtů provedených metodou konečných prvků (FEM). Současně s tím budeme dále rozvíjet a vylepšovat metodukonečných prvků a rozšíříme tím možnosti jejího uplatněnív ab-initio materiálovém výzkumu. Naše práce tak podnítídalší experimentální a technologický výzkum směřující kpraktickému využití nanomateriálů, zejména v zařízeních prouchovávání dat.
Scientific branches
R&D category
ZV - Basic research
CEP classification - main branch
JJ - Other materials
CEP - secondary branch
BM - Solid-state physics and magnetism
CEP - another secondary branch
BA - General mathematics
10101 - Pure mathematics
10302 - Condensed matter physics (including formerly solid state physics, supercond.)
20502 - Paper and wood
20503 - Textiles; including synthetic dyes, colours, fibres (nanoscale materials to be 2.10; biomaterials to be 2.9)
21001 - Nano-materials (production and properties)
21002 - Nano-processes (applications on nano-scale); (biomaterials to be 2.9)
Completed project evaluation
Provider evaluation
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Project results evaluation
Relationship between magnetism and structure of nanostructures was studied by various methods at macroscopic and microscopic level. Original data on the role of geometry, hybridization and spin-orbit coupling on local magnetic properties were obtained. For structural optimization of magnetic systems a new ab-initio real-space DFT-FEM code has been developed and gradually improved.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2011
Realization period - end
Dec 31, 2015
Project status
U - Finished project
Latest support payment
May 26, 2015
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP16-GA0-GA-U/01:1
Data delivery date
Sep 25, 2017
Finance
Total approved costs
13,002 thou. CZK
Public financial support
13,002 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
13 002 CZK thou.
Public support
13 002 CZK thou.
100%
Provider
Czech Science Foundation
CEP
JJ - Other materials
Solution period
01. 01. 2011 - 31. 12. 2015