Der Hauptteil der vorliegenden Arbeit widmet sich der theoretischen Untersuchung der elektronischen und magnetischen Struktur von Fe-Ketten auf der InAs(110) Oberfläche. Dazu wird zuerst die Geometrie der Fe-Monolage/InAs(110) mit einem Fe-Atom pro InAs(110) Einheitszelle berechnet. Ausgehend von dieser Geometrie werden die relaxierten Positionen der Fe- und InAs-Atome für die Fe-Ketten entlang der [1-10]- und entlang der [001]-Richtungen bestimmt. Mit dieser Geometrie wird dann die jeweilige magnetische Grundstruktur bestimmt. Ausgehend von der Bandstruktur und den relevanten Zustandsdichten werden Modelle der Austauschwechselwirkung zwischen den Fe-Atomen aufgestellt. Ausserdem werden für die untersuchten Systeme die STM-Konstantstrom-Bilder und dI/dU-Karten simuliert und mit den experimentellen Daten aus STM-Messungen auf Fe-Multimeren verglichen.
Die Motivation für den zweiten Teil der Arbeit sind gemessene Rastertunnelspektroskopie-Daten von Co-Inseln auf der Co(0001) Oberfläche. Dabei wurde ein elektronischer Zustand unterschiedlicher Intensität bei -300 meV auf topographisch Ähnlichen Co-Inseln gemessen. Um dieses Ergebnis besser interpretieren zu können, wird die Co(0001) Oberfläche mit der obersten Monolage in fcc- und hcp-Stapelung mit Hilfe der Dichtefunktionaltheorie simuliert. Auf der Basis der berechneten elektronischen Eigenschaften beider Stapelfolgen wird ein Modell zur Interpretation der experimentellen Daten entwickelt.
The first part of this work presents a theoretical study of the electronic and magnetic structure of Fe chains on the InAs(110) surface. To achieve this, first the geometry of an Fe ML/InAs(110) with a coverage of one atom per unit cell is calculated. Using this geometry as a starting situation the relaxed positions of Fe and InAs atoms are calculated for the Fe chains along [1-10] and [001] directions. With this calculated geometry the energetically preferable magnetic structure is determined. From the electronic properties like band structure and relevant densities of states the models of the exchange interaction between Fe atoms in the chain are suggested. Additionally, STM constant current images and dI/dU maps are simulated for the studied systems and are compared with experimental STM data on Fe multimers.
The motivation for the second part of the work were experimentally obtained scanning tunneling spectroscopy measurements on Co islands on a Co(0001) surface. A state of varying intensity was measured on topographically similar islands at -300 meV. To understand this result, density functional theory based calculations are performed on a Co(0001) surface terminated with a monolayer in hcp and fcc stacking. An explanation of the experimental results is given on the basis of the calculated electronic properties of both stackings.