Self-assembled nanometer-scale magnetic networks on surfaces: Fundamental interactions and functional properties

Advanced Functional Materials

Volumn 21, Issue 7, 2011, Pages 1212-1228

  Carbone, Carlo ^a,g   Gardonio, Sandra ^a,g   Moras, Paolo ^a,g   Lounis, Samir ^b   Heide, Marcus ^b   Bihlmayer, Gustav ^b   Atodiresei, Nicolae ^b   Dederichs, Peter Heinz ^b   Blügel, Stefan ^b   Vlaic, Sergio ^c   Lehnert, Anne ^c   Ouazi, Safia ^c   Rusponi, Stefano ^c   Brune, Harald ^c   Honolka, Jan ^d   Enders, Axel ^d   Kern, Klaus ^d   Stepanow, Sebastian ^e   Krull, Cornelius ^e   Balashov, Timofey ^e   Mugarza, Aitor ^e   Gambardella, Pietro ^e,f   more..

^a CNR   (Italy)

^b FORSCHUNGSZENTRUM JÜLICH   (Germany)

^c EPFL   (Switzerland)

^d MAX PLANCK INSTITUT FÜR FESTKÖRPERFORSCHUNG   (Germany)

^e CATALAN INSTITUTE OF NANOSCIENCE AND NANOTECHNOLOGY ICN2   (Spain)

^f UNIVERSITAT AUTÒNOMA DE BARCELONA   (Spain)

^g UNIVERSITY OF NOVA GORICA   (Slovenia)

Author keywords

magnetic materials; magnetism; nanomaterials; networks; self assembly

Indexed keywords

AREAL DENSITIES; BIMETALLIC PARTICLES; CONTROLLED SIZE; EXPERIMENTAL APPROACHES; FINE TUNING; FUNCTIONAL ASPECTS; FUNCTIONAL PROPERTIES; INTERNAL STRUCTURE; MAGNETIC ARCHITECTURE; MAGNETIC ATOMS; MAGNETIC BEHAVIOR; MAGNETIC INTERACTIONS; MAGNETIC NETWORKS; MAGNETIC PARTICLE; METAL WIRES; METAL-ORGANIC; MUTUAL INTERACTION; NANO SCALE; NANO-MATERIALS; NANO-METER-SCALE; NANOMAGNETS; NETWORKS; PHYSICAL INTERACTIONS; QUANTUM COMPUTATION; REGULAR PATTERNS; SELF ASSEMBLY PROCESS; SELF-ASSEMBLED; SELF-ASSEMBLING PROCESS; SPINTRONICS; SUBNANOMETERS; TEMPERATURE DEPENDENT;

ATOMS; COMPUTATIONAL LINGUISTICS; MAGNETIC ANISOTROPY; MAGNETIC MATERIALS; MAGNETIC MOMENTS; NANOELECTRONICS; NANOMAGNETICS; NANOSTRUCTURED MATERIALS; NETWORK ARCHITECTURE; QUANTUM COMPUTERS; QUANTUM THEORY; SELF ASSEMBLY;

MAGNETIC BUBBLES;

EID: 79953675998     PISSN: 1616301X     EISSN: 16163028     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adfm.201001325     Document Type: Article

References (86)

1. A. Wolf, D. D. Awschalom, R. A. Buhrman, J. M. Daughton, S. von Molnár, M. L. Roukes, A. Y. Chtchelkanova, D. M. Treger, Science 2001, 294, 1488.
2. A. Allwood, G. Xiong, C. C. Faulkner, D. Atkinson, D. Petit, R. P. Cowburn, Science 2005, 309, 1688
3. b) A. Ney, C. Pampuch, R. Koch, K. H. Ploog, Nature 2003, 425, 485.
4. J. V. Barth, G. Costantini, K. Kern, Nature 2005, 437, 671.
5. D. A. Thomson, J. S. Best, IBM J. Res. Dev. 2000, 44, 311
6. S. D. Bader, Rev. Mod. Phys. 2006, 78, 1.
7. P. Gambardella, A. Dallmayer, K. Maiti, M.C. Malagoli, W. Eberhardt, K. Kern, C. Carbone, Nature 2002, 416, 301.
8. P. Gambardella, S. Rusponi, M. Veronese, S.S. Dhesi, C. Grazioli, A. Dallmeyer, I. Cabria, R. Zeller, P.H. Dederichs, K. Kern, C. Carbone, H. Brune, Science 2003, 300, 1130.
9. M. A. Ruderman, C. Kittel, Phys. Rev. 1954, 96, 99
10. b) T. Kasuya, Prog. Theor. Phys. 1956, 16, 45
11. c) K. Yosida, Phys. Rev. 1957, 106, 893.
12. L. M. Roth, H. J. Zeiger, T. A. Kaplan, Phys. Rev. 1966, 149, 519.
13. P. Grünberg, R. Schreiber, Y. Pang, M. B. Brodsky, H. Sower, Phys. Rev. Lett. 1986, 57, 2442.
14. S. S. P. Parkin, N. More, K. P. Roche, Phys. Rev. Lett. 1990, 64, 2304.
15. P. Bruno, C. Chappert, Phys. Rev. Lett. 1991, 67, 1602.
16. A. Weismann, M. Wenderoth, S. Lounis, P. Zahn, N. Quaas, R. G. Ulbrich, P. H. Dederichs, S. Blügel, Science 2009, 323, 1190
17. b) A. J. Heinrich, Science 2009, 323, 1178.
18. F. Meier, L. Zhou, J. Wiebe, R. Wiesendanger, Science 2008, 320, 82.
19. L. Zhou, J. Wiebe, S. Lounis, E. Vedmedenko, F. Meier, S. Blügel, P. H. Dederichs, R. Wiesendanger, Nat. Phys. 2010, 6, 187.
20. N. Papanikolaou, R. Zeller, P. H. Dederichs, J. Phys. Condens. Matter 2002, 14, 2799.
21. J. Tersoff, D. R. Hamann, Phys. Rev. Lett. 1983, 50, 1998.
22. M. Bode, M. Heide, K. v. Bergmann, P. Ferriani, S. Heinze, G. Bihlmayer, A. Kubetzka, O. Pietzsch, S. Blügel, R. Wiesendanger, Nature 2007, 447, 190.
23. P. Ferriani, K. v. Bergmann, E. Y. Vedmedenko, S. Heinze, M. Bode, M. Heide, G. Bihlmayer, S. Blügel, R. Wiesendanger, Phys. Rev. Lett. 2008, 101, 027201.
24. M. Heide, G. Bihlmayer, S. Blügel, Phys. Rev. B 2008, 78, 140403(R).
25. Ph. Kurz, F. Förster, L. Nordström, G. Bihlmayer, S. Blügel, Phys. Rev. B 2004, 69, 024415.
26. M. Heide, G. Bihlmayer, S. Blügel, Physica B 2009, 404, 2678.
27. O. Pietzsch, A. Kubetzka, M. Bode, R. Wiesendanger, Science 2001, 92, 2053.
28. N. Atodiresei, P. H. Dederichs, Y. Mokrousov, L. Bergqvist, G. Bihlmayer, S. Blügel, Phys. Rev. Lett. 2008, 100, 117207.
29. H. Brune, P. Gambardella, Surf. Sci. 2009, 03, 1830.
30. P. Gambardella, S. S. Dhesi, S. Gardonio, C. Grazioli, P. Ohresser, C. Carbone, Phys. Rev. Lett. 2002, 88, 047202.
31. P. Gambardella, H. Brune, S. S. Dhesi, P. Bencok, K. Menon, S. Gardonio, M. Veronese, C. Grazioli, C. Carbone, Phys. Rev. B 2005, 72, 045337.
32. P. Gambardella, S. Rusponi, T. Cren, N. Weiss, H. Brune, C. R. Physique, 2005, 6, 75.
33. P. Blonski, A. Lehnert, S. Dennler, S. Rusponi, M. Etzkorn, G. Moulas, P. Bencok, P. Gambardella, H. Brune, J. Hafner, Phys. Rev. B 2010, 81, 104426.
34. A. J. Heinrich, J. A. Gupta, C. P. Lutz, D. M. Eigler, Science 2004, 306, 466.
35. C. F. Hirjibehedin, C.-Y. Lin, A. F. Otte, M. Ternes, C. P. Lutz, B. A. Jones, A. J. Heinrich, Science 2007, 317, 1199.
36. O. Yu. Kolesnichenko, R de Kort, M. I. Katsnelson, A. I. Lichtenstein, van H. Kempen, Nature 2002, 415, 507.
37. G. Racah, Phys. Rev. 1942, 62, 438.
38. E. U. Condon, G. H. Shortly, The Theory of Atomic Spectra, Cambridge Univ. Press, London, 1935.
39. A. C. Hewson, The Kondo Problem to Heavy Fermions, Cambridge Univ. Press, London, 1993.
40. V. Madhavan, W. Chen, T. Jamneala, M. F. Crommie, N. S. Wingreen, Science 1998, 280, 569.
41. J. Li, W. Schneider, R. Berndt, B. Delley, Phys. Rev. Lett. 1998, 80, 2893.
42. C. Carbone, M. Veronese, P. Moras, S. Gardonio, C. Grazioli, P. H. Zhou, O. Rader, A. Varykhalov, C. Krull, T. Balashov, A. Mugarza, P. Gambardella, S. Lebeque, O. Eriksson, M. I. Katsnelson, A. I. Lichtenstein, Phys. Rev. Lett. 2010, 104, 117601.
43. M. Ternes, A. J. Heinrich, W.-D. Schneider, J. Phys. Condens. Matter 2009, 21, 053001.
44. V. S. Stepanyuk, W. Hergert, K. Wildberger, R. Zeller, P. H. Dederichs, Phys. Rev. B 1996, 53, 2121.
45. B. Lazarovits, L. Szunyogh, P. Weinberger, Phys. Rev. B 2003, 67, 024415.
46. O. Sipr, S. Bornemann, J. Minár, S. Polesya, V. Popescu, A. Simunek, H. Ebert, J. Phys. Condens. Matter 2007, 19, 096203.
47. G. van der Laan, B. T. Thole, Phys. Rev. B 1991, 43, 13401.
48. S. Rusponi, T. Cren, N. Weiss, M. Epple, P. Buluschek, L. Claude, H. Brune, Nature Mater. 2003, 2, 546.
49. P. Gambardella, A. Dallmeyer, K. Maiti, M. C. Malagoli, S. Rusponi, P. Ohresser, W. Eberhardt, C. Carbone, K. Kern, Phys. Rev. Lett. 2004, 93, 077203.
50. P. Gambardella, J. Phys.: Condens. Matter 2003, 15, S2533.
51. A. Vindigni, A. Rettori, M. G. Pini, C. Carbone, P. Gambardella, Appl. Phys. A 2006, 82, 385.
52. J. Honolka, T. Y. Lee, K. Kuhnke, D. Repetto, V. Sessi, P. Wahl, A. Buchsbaum, P. Varga, S. Gardonio, C. Carbone, S. R. Krishnakumar, P. Gambardella, M. Komelj, R. Singer, M. Faehnle, K. Fauth, G. Schuetz, A. Enders, K. Kern, Phys. Rev. B 2009, 79, 104430.
53. P. Gambardella, S. Stepanow, A. Dmitriev, J. Honolka, F. de Groot, M. Lingenfelder, S. Sen Gupta, D. D. Sarma, P. Bencok, S. Stanescu, S. Clair, S. Pons, N. Lin, A. P. Seitsonen, H. Brune, J. V. Barth, K. Kern, Nat. Mater. 2009, 8, 189.
54. S. Stepanow, A. Mugarza, G. Ceballos, P. Moras, J. Cezar, C. Carbone, P. Gambardella, Phys. Rev. B 2010, 82, 014405.
55. A. Mugarza, N. Lorente, P. Ordejon, C. Krull, S. Stepanow, M.-L. Bocquet, J. Fraxedas, G. Ceballos, P. Gambardella, Phys. Rev. Lett. 2010, 105, 115702.
56. S. Stepanow, J. Honolka, P. Gambardella, L. Vitali, N. Abdurakhmanova, T.-C. Tseng, S. Rauschenbach, S. L. Tait, V. Sessi, S. Klyatskaya, M. Ruben, K. Kern, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 11900.
57. S. Stepanow, N. Lin, J. V. Barth, J. Phys. Condens. Matter 2008, 20, 184002.
58. S. Stepanow, M. Lingenfelder, A. Dmitriev, H. Spillmann, E. Delvigne, N. Lin, X. Deng, C. Cai, J. V. Barth, K. Kern, Nat. Mater. 2004, 3, 229.
59. M. A. Lingenfelder, H. Spillmann, A. Dmitriev, S. Stepanow, N. Lin, J. V. Barth, K. Kern, Chem. Eur. J. 2004, 10, 1913.
60. R. K. Hocking, E. C. Wasinger, Y.-L. Yan, F. M. F. deGroot, F. A. Walker, K. O. Hodgson, B. Hedman, E. I. Solomon, J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 113.
61. L. Bogani, W. Wernsdorfer, Nat. Mater. 2008, 7, 179.
62. W. J. M. Naber, S. Faez, W. G. Van Der Wiel, J. Phys. D: Appl. Phys. 2007, 40, R205.
63. B. Hardrat, A. Al-Zubi, P. Ferriani, S. Blügel, G. Bihlmayer, S. Heinze, Phys. Rev. B 2009, 79, 094411.
64. K. von Bergmann, S. Heinze, M. Bode, E. Y. Vedmedenko, G. Bihlmayer, S. Blügel, R. Wiesendanger, Phys. Rev. Lett. 2006, 96, 167203.
65. T. Y. Lee, S. Sarbach, K. Kuhnke, K. Kern, Surf. Sci. 2006, 600, 3266.
66. M. Komelj, D. Steiauf, M. Fähnle, Phys. Rev. B 2006, 73, 134428.
67. D. Repetto, T. Y. Lee, S. Rusponi, J. Honolka, K. Kuhnke, V. Sessi, U. Starke, H. Brune, P. Gambardella, C. Carbone, A. Enders, K. Kern, Phys. Rev. B 2006, 74, 054408.
68. G. Herzer, IEEE Trans. Magn. 1989, 25, 3327.
69. S. Uzdin, V. Uzdin, C. Demangeat, Europhys. Lett. 1999, 47, 556.
70. V. Repain, G. Baudot, H. Ellmer, S. Rousset, Europhys. Lett. 2002, 58, 730.
71. V. Repain, S. Rohart, Y. Girard, A. Tejeda, S. Rousset, J. Phys.: Condens. Matter 2006, 18, S17.
72. J. V. Barth, H. Brune, G. Ertl, R. Behm, Phys. Rev. B 1990, 42, 9307.
73. G. Prévot, B. Croset, Phys. Rev. Lett. 2004, 92, 256104.
74. N. Weiss, T. Cren, M. Epple, S. Rusponi, G. Baudot, S. Rohart, A. Tejeda, V. Repain, S. Rousset, P. Ohresser, F. Scheurer, P. Bencok, H. Brune, Phys. Rev. Lett. 2005, 95, 157204.
75. R. W. Chantrell, N. Walmsley, J. Gore, M. Maylin, Phys. Rev. B 2000, 63, 024410.
76. S. I. Woods, J. R. Kirtley, S. Sun, R. H. Koch, Phys. Rev. Lett. 2001, 87, 137205.
77. S. Rousset, V. Repain, G. Baudot, Y. Garreau, J. Lecoeur, J. Phys.: Condens. Matter 2003, 15, S3363.
78. G. Baudot, S. Rohart, V. Repain, H. Ellmer, Y. Girard, S. Rousset, Appl. Surf. Sci. 2003, 212, 360.
79. N. Witkowski, Y. Borensztein, G. Baudot, V. Repain, Y. Girard, S. Rousset, Phys. Rev. B 2004, 70, 085408.
80. A. Lehnert, P. Buluschek, N. Weiss, J. Giesecke, T. Treier, S. Rusponi, H. Brune, Rev. Sci. Instrum. 2009, 80, 023902.
81. P. Ohresser, N. Brookes, S. Padovani, F. Scheurer, H. Bulou, Phys. Rev. B 2001, 64, 104429.
82. G. Moulas, A. Lehnert, S. Rusponi, J. Zabloudil, C. Etz, S. Ouazi, M. Etzkorn, P. Bencok, P. Gambardella, P. Weinberger, H. Brune, Phys. Rev. B 2008, 78, 214424.
83. Y. Nahas, V. Repain, C. Chacon, Y. Girard, J. Lagoute, G. Rodary, J. Klein, S. Rousset, H. Bulou, C. Goyhenex, Phys. Rev. Lett. 2009, 103, 067202.
84. J. Bartolomé, L. M. García, F. Bartolomé, F. Luis, R. Lõpez-Ruiz, F. Petroff, C. Deranlot, F. Wilhelm, A. Rogalev, P. Bencok, N. B. Brookes, L. Ruiz, J. M. González-Calbet, Phys. Rev. B 2008, 77, 184420.
85. H. A. Dürr, S. S. Dhesi, E. Dudzik, D. Knabben, G. Van Der Laan, J. B. Goedkoop, F. U. Hillebrecht, Phys. Rev. B 1999, 59, R701.
86. S. Rohart, V. Repain, A. Tejeda, P. Ohresser, F. Scheurer, P. Bencok, J. Ferr, S. Rousset, Phys. Rev. B 2006, 73, 165412.