FeCu合金在GaAs(001)表面外延薄膜的结构和磁性研究

摘要

随着工业领域中对于磁性材料的广泛应用,尤其是信息技术产业日新月异的发展变化,磁学这门古老的学科的活力被极大的激发起来,薄膜磁学应运而生,并不断带来突破性的发展.近十几年来,实验制备和表征能力的提高,使得对于低维度、小尺度体系的研究也逐渐引向深入,取得了激动人心的进展.在理论方面,计算方法的改进和计算能力的极大增强,从第一性原理出发对薄膜体系的磁学性质的预言能力得到了提高.磁性金属薄膜的研究不仅有助于深入了解低维金属磁性的本质,而且为自旋电子学的发展提供了物理基础.该论文就典型的铁磁性金属Fe和非磁性金属Cu的合金薄膜外延结构和磁性进行了研究,得到以下结果:1.利用分子束外延的方法首次制备成功了在GaAs(001)表面外延生长的铁铜合金的单晶薄膜,利用反射式高能电子衍射方法观察单晶的结构.当铁的组分大于75﹪时,铁铜合金为体心立方(bcc)结构,在其他组分下随着薄膜厚度的增加为体心四方(bct)和面心立方(fcc)结构.其中当铁的比例为25﹪时,在薄膜厚度约为6nm左右发生从体心四方到面心立方的马氏体相变.纯铜薄膜在GaAs(001)表面厚度外延生长,在小于10nm左右为体心四方结构的单晶薄膜,随着厚度增加则转变为面心立方的多晶结构.2.当合金中铁的组分约大于33﹪时铁铜合金呈现铁磁性,通过对劈型样品的制备测量,表面磁光克尔效应的强度随着薄膜厚的的增加基本呈线性增强.3.结合旋转磁场的磁光克尔效应方法对各向异性进行研究,结果显示GaAs(001)表面外延生长的铁铜合金的单晶薄膜不仅具有单轴各向异性,还有四度各向异性,再次表明单晶薄膜中具有一定的化学有序性.4.合金中铁原子的平均等效磁矩分别通过振动样品磁强计和超导量子干涉仪测量,随着铁在合金中的比例增加铁原子的平均等效磁矩逐渐减小.

目录

文摘

英文文摘

绪论

第一章实验设备和实验方法

第二章FexCu1-x在GaAs(001)表面外延生长的结构

第三章在GaAs(001)表面外延生长的FexCu1-x合金薄膜的磁性研究

第四章对单轴各向异性来源的探索

第五章主要结论

附录1：硕士期间发表论文

附录2：发表文章

致谢

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