Mit Hilfe der Dichtefunktionaltheorie wurden magnetische Eigenschaften an 3d Elementen und Legierungen und 5f Verbindungen untersucht. Dabei wurde auf die Wichtigkeit von Orbitalpolarisationskorrekturen eingegangen und diese näher erörtert. Im ersten Anwendungsteil wurden magnetische Momente und die Magnetokristalline Anisotropie Energie an 3d Elementen untersucht. Des Weiteren wurden FeCo Legierungen als mögliche Bestandteile in der Festplattenindustrie diskutiert. Im letzten Abschnitt wurden Uranverbindungen in Hinsicht auf Ihre Orbitalpolarisation untersucht.

Mit Hilfe der Dichtefunktionaltheorie wurden magnetische Eigenschaften an 3d Elementen und Legierungen und 5f Verbindungen untersucht. Dabei wurde auf die Wichtigkeit von Orbitalpolarisationskorrekturen eingegangen und diese näher erörtert. Im ersten Anwendungsteil wurden magnetische Momente und die Magnetokristalline Anisotropie Energie an 3d Elementen untersucht. Des Weiteren wurden FeCo Legierungen als mögliche Bestandteile in der Festplattenindustrie diskutiert. Im letzten Abschnitt wurden Uranverbindungen in Hinsicht auf Ihre Orbitalpolarisation untersucht.:1 Introduction 1 2 Theoretical Considerations 5 2.1 Quantum Mechanics Applied to Solids . . . . . . . . . . . . . . . 6 2.2 Density Functional Theory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2.2.1 non-Relativistic DFT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2.2.1.1 Hohenberg and Kohn . . . . . . . . . . . . . . . 7 2.2.1.2 Kohn-Sham Equations . . . . . . . . . . . . . . 10 2.2.1.3 Local Density Approximation and More . . . . 12 2.2.2 Relativistic DFT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.3 FPLO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2.4 Magneto-Crystalline Anisotropy Energy . . . . . . . . . . . . . . 18 2.5 Disorder within DFT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 3 Orbital Polarisation in DFT 23 3.1 Hund’s Rules in DFT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 3.2 An Introduction to OPC and DFT . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 3.2.1 OPC Brooks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 3.2.2 OPC Eschrig . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 4 Transition Metals 39 4.1 Fe, Co, and Ni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 4.1.1 Calculational Details . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 4.1.2 Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 4.1.3 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 4.2 Fe1−xCox . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 4.2.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 4.2.2 Fixed Spin Moment Calculations . . . . . . . . . . . . . . 50 4.2.3 Epitaxial Bain Path . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 4.2.4 Calculational Details . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 4.2.5 Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 4.2.6 LSDA vs. GGA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 4.2.7 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 5 Uranium Compounds 75 5.1 UX, with X = (N, P, As, Sb, O, S, Se, and Te) . . . . . . . . 77 5.1.1 UN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 5.1.2 UX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 5.1.3 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 5.2 UM2, with M = (Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, and Zn) 90 5.2.1 Calculational Details . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 5.2.2 Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 5.2.3 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 5.3 UAsSe, USb2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 5.3.1 Calculational Details . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 5.3.2 Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 5.3.3 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 6 Summary and Outlook 101 A Definitions i A.1 Spherical Harmonics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . i A.2 Other Definitions Used in Text . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ii B Input Parameters for the Racah Parameter iii B.1 d-Shells . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . iii B.2 f-Shells . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . v Biblography vi Acknowledgement xxiv Versicherung xxvii