磁性金屬的結(jié)構(gòu)和磁性相變研究.pdf

1、超薄膜磁學(xué)一直是近幾十年來磁學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn),一方面是因?yàn)槌∧ご判圆牧显诖糯鎯?chǔ)等信息產(chǎn)業(yè)上具有很大的應(yīng)用價(jià)值,另一方面是由于超薄膜磁性材料由于其維度的降低本身就具有很多獨(dú)特的磁學(xué)性質(zhì)。對(duì)于這些性質(zhì)的研究可以加深我們對(duì)于磁性機(jī)理的理解。其中低維下的磁性相變更是引起了磁學(xué)研究領(lǐng)域中理論和實(shí)驗(yàn)上的廣泛興趣。在本論文中,我們研究了磁性金屬Ni的不同結(jié)構(gòu)對(duì)其居里相變的影響,鎳鈀合金超薄膜的自旋重定向轉(zhuǎn)變與居里相變的關(guān)聯(lián)。此外,還研究了FccFe

2、超薄膜的磁性以及Bi/Cu(111)表面態(tài)的Rashba分裂等問題,得到了如下結(jié)果:1.從第一性原理出發(fā),利用線性綴加平面波(LAPW)結(jié)合固定自旋矩的算法,得到了FccNi和BccNi的交換關(guān)聯(lián)積分。最后采用蒙特卡羅模擬得到了FccNi和BccNi的居里溫度。通過理論計(jì)算我們可以很好的理解BccNi的居里溫度低于FccNi居里溫度的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。2.Fcc結(jié)構(gòu)的Fe具有十分豐富的磁性相圖,所以實(shí)驗(yàn)上FccFe一直是超薄膜磁學(xué)研究的熱點(diǎn)。我

3、們?cè)贕aAs襯底上分別利用Au,Cu作為過渡層,外延得到了Fcc結(jié)構(gòu)的Fe薄膜。利用磁光科爾效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)研究了FccFe的磁性,并利用Rotmoke的方法得到了FccFe的磁晶各向異性。3.利用成分梯度的實(shí)驗(yàn)技術(shù)在Cu(001)襯底上外延得到了合金比例連續(xù)變化并且厚度均勻的Nix,Pd1-x合金,并利用交流磁化率和磁光科爾效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)研究了NixPd1-x合金的自旋重定向轉(zhuǎn)變與居里溫度的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在大于7層的厚度下,Nix

4、Pd1-x合金會(huì)隨著Ni含量的變化發(fā)生自旋重定向轉(zhuǎn)變。合金的居里溫度隨著Ni含量的增加不斷增加,并沒有在自旋重定向轉(zhuǎn)變發(fā)生的區(qū)域出現(xiàn)居里溫度下降的現(xiàn)象。但是當(dāng)自旋重定向轉(zhuǎn)變發(fā)生后,NixPd1-x合金的居里溫度隨Ni含量增加的斜率要增大很多。這就表明對(duì)于薄膜體系,垂直各向異性相比于面內(nèi)的四度各向異性更有助于提升鐵磁薄膜的居里溫度。4.利用雙光子光電子能譜,我們第一次在實(shí)驗(yàn)上觀測(cè)到了Bi/Cu(111)表面合金在高于費(fèi)米能級(jí)1.3eV的能