희토류 금속이나 4d/5d 전이금속을 포함하지 않은 3d 전이금속 Fe와 Ni 원소만을 적절하게 배열해도 강한 수직 자기이방성을 가질 수 있음을 예측한 이론 계산 결과가 최근 보고된 바 있다. 그 계산에서는 Fe 층을 표면으로 하는 계만을 고려하였는데 본 논문에서는 Ni가 표면일 때의 자기이방성 에너지를 제일원리계산 방법으로 계산하여 자기이방성을 조절할 수 있는 방안이 있을 수 있는지를 알아 보았다. Fe(001) 표면에 Ni 원소 한 층이 덮였을 때[Ni/Fe(001)]의 자성과 자기이방성을 제일원리계산 방법으로 VASP과 FLAPW 방법을 상호 보완적으로 사용하면서 계산 결과를 비교해 보았다. VASP에 의한 결과는 FLAPW 방법으로 얻은 결과와 큰 차이가 없었고, Fe와 Ni의 강한 띠 혼합으로 Fe와 Ni의 자기모멘트가 모두 증가하였으며 Ni/Fe(001)은 수평 자기이방성을 가지는 것으로 계산되었다. 원자 별 자기이방성 기여도 계산에 의하면 자기이방성에 결정적인 역할을 하는 것은 Ni 표면 층임을 알 수 있었다.

Recent theoretical calculations predicted that a system composed exclusively of 3d transition metals without 4d/5d transition metals or rare earth metals can have strong perpendicular magnetocrystalline anisotropy (MCA) if Fe and Ni layers are arranged appropriately. They considered only Fe-terminated surfaces, noting that Fe/MgO(001) and CoFeB/MgO(001) show strong perpendicular MCA. In this paper, we investigate magnetism and MCA of Ni/Fe(001) surface where Ni layer is positioned at the surface, by using complementarily the first principles calculational methods of Vienna Ab-initio Simulation Package (VASP) and Fullpotential Linearized Augmented Plane Wave (FLAPW) method. Comparing results of magnetism and MCA obtained by VASP with the results by FLAPW method, we find the VASP results do not show big difference from results by FLAPW method. Magnetic moments of Fe and Ni are enhanced due to strong hybridization between Fe and Ni bands. MCA of Ni/Fe(001) is parallel to the surface, which implies the surface termination plays a crucial role in determining MCA of a system.