Fe-,x-Cu-,1-x-合金在GaAs(001)表面外延薄膜的結(jié)構(gòu)和磁性研究.pdf

1、隨著工業(yè)領(lǐng)域中對(duì)于磁性材料的廣泛應(yīng)用,尤其是信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)日新月異的發(fā)展變化,磁學(xué)這門古老的學(xué)科的活力被極大的激發(fā)起來,薄膜磁學(xué)應(yīng)運(yùn)而生,并不斷帶來突破性的發(fā)展.近十幾年來,實(shí)驗(yàn)制備和表征能力的提高,使得對(duì)于低維度、小尺度體系的研究也逐漸引向深入,取得了激動(dòng)人心的進(jìn)展.在理論方面,計(jì)算方法的改進(jìn)和計(jì)算能力的極大增強(qiáng),從第一性原理出發(fā)對(duì)薄膜體系的磁學(xué)性質(zhì)的預(yù)言能力得到了提高.磁性金屬薄膜的研究不僅有助于深入了解低維金屬磁性的本質(zhì),而且為自旋

2、電子學(xué)的發(fā)展提供了物理基礎(chǔ).該論文就典型的鐵磁性金屬Fe和非磁性金屬Cu的合金薄膜外延結(jié)構(gòu)和磁性進(jìn)行了研究,得到以下結(jié)果:1.利用分子束外延的方法首次制備成功了在GaAs(001)表面外延生長(zhǎng)的鐵銅合金的單晶薄膜,利用反射式高能電子衍射方法觀察單晶的結(jié)構(gòu).當(dāng)鐵的組分大于75﹪時(shí),鐵銅合金為體心立方(bcc)結(jié)構(gòu),在其他組分下隨著薄膜厚度的增加為體心四方(bct)和面心立方(fcc)結(jié)構(gòu).其中當(dāng)鐵的比例為25﹪時(shí),在薄膜厚度約為6nm左右

3、發(fā)生從體心四方到面心立方的馬氏體相變.純銅薄膜在GaAs(001)表面厚度外延生長(zhǎng),在小于10nm左右為體心四方結(jié)構(gòu)的單晶薄膜,隨著厚度增加則轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫘牧⒎降亩嗑ЫY(jié)構(gòu).2.當(dāng)合金中鐵的組分約大于33﹪時(shí)鐵銅合金呈現(xiàn)鐵磁性,通過對(duì)劈型樣品的制備測(cè)量,表面磁光克爾效應(yīng)的強(qiáng)度隨著薄膜厚的的增加基本呈線性增強(qiáng).3.結(jié)合旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁光克爾效應(yīng)方法對(duì)各向異性進(jìn)行研究,結(jié)果顯示GaAs(001)表面外延生長(zhǎng)的鐵銅合金的單晶薄膜不僅具有單軸各向異性,還