外延生長Fe-Co-Cu（001）的結(jié)構(gòu)與磁性.pdf

1、室溫下,在Cu(001)單晶襯底上外延生長的Fe超薄膜,隨層厚的不同具有豐富的結(jié)構(gòu)和磁性.(i)1-4 ML(原子層)時(shí),Fe為fct結(jié)構(gòu),鐵磁性,易磁化軸垂直于膜面;(ii)5-11ML區(qū)域,Fe為fcc結(jié)構(gòu),只有表面1-2 ML為鐵磁性,內(nèi)部為反鐵磁性(奈爾點(diǎn)約200 K,室溫下為非磁性);(iii)11 ML以后,Fe轉(zhuǎn)變?yōu)閎cc結(jié)構(gòu),鐵磁性,并且易磁化軸倒向面內(nèi).而在低溫生長的Fe/Cu(001)不出現(xiàn)fcc結(jié)構(gòu),直接從fct轉(zhuǎn)

2、變到bcc相,與之對應(yīng)的是自旋結(jié)構(gòu)的變化.Fe在fcc Co(001)上外延生長與在Cu(001)上外延生長具有相似的結(jié)構(gòu)相,不同的是,前者在整個(gè)Fe厚度內(nèi)易磁化軸都在膜面內(nèi),這是由于Fe與Co之間強(qiáng)烈的磁交換耦合作用所造成.由于Co和Cu的晶格失配相當(dāng)小,實(shí)驗(yàn)中Co(001)襯底面是通過在Cu(001)上外延生長Co得到的.當(dāng)Co緩沖層的厚度小于2 ML時(shí),由于Co的生長而引起的表面粗糙度的變化會(huì)影響到室溫下生長的Fe從fcc到bcc

3、結(jié)構(gòu)相變發(fā)生的厚度位置,但是Co的多少并不會(huì)影響其從fct到fcc的相變.因此,可以認(rèn)為,fct到fcc的相變是一種體效應(yīng),而fcc到bcc的相變跟表面的粗糙度有關(guān).在低溫(100K)下生長的Fe的fct結(jié)構(gòu)區(qū)域,我們研究了由于Co引起的Fe從垂直到面內(nèi)的自旋重定向過程.在考慮了Co的雙層生長模式的基礎(chǔ)上,計(jì)算了Fe/Co的各向異性,對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了擬合.所有的實(shí)驗(yàn)都是在超高真空的環(huán)境中完成的.利用磁光克爾效應(yīng)研究了薄膜的磁學(xué)性質(zhì);并用