Ni/Fe/Cu（001）超薄膜的结构与磁性的温度特性

摘要

在磁性超薄膜的研究中，Fe膜随着其晶格常数的不同，可以表现出丰富的磁相。这使得Fe／Cu(∞1)磁性与结构的研究成为了低维磁学研究中最活跃的课题之一。 本论文中利用磁光克尔效应(SMOKE)、低能电子衍射(LEED)、反射式高能电子衍射对Fe／Cu(∞1)以及Ni／Fe／Cu(∞1)的结构和磁性的温度特性进行了研究，并阐明了Ni诱导Fe／Cu(∞1)自旋重取向(SRT)的物理机制。 生长温度对Fe／Cu(∞1)的结构和磁性有着很大的影响。低温下(11OK)，1～4ML的Fe是fct结构，其易磁化轴是垂直于膜面的；在4～5ML的时候，伴随着薄膜结构从fct向bcc的转变，Fe膜的易磁化轴发生了从垂直于膜面到平行于膜面的自旋重取向过程。在Cu(001)表面生长的3ML左右的Fe薄膜，在进行室温退火的过程中会伴随着结构从fct到bcc的不可逆转变，同时Fe小岛逐渐长大直到饱和(230K左右)；与之相对应的，Fe膜的磁性也发生了不可逆的变化。当退火循环完成以后，Fe膜的结构不再随温度变化，其磁性也成了温度的函数。 在低温下(nOK)，楔形Fe／Cu(∞1)表面覆盖少量的Ni，会使得Fe／Cu(001)的自旋重取向过程提前。这个现象有可能是以下两个因素导致：(1)Ni的覆盖导致了Fe薄膜发生了结构变化。(2)Ni的覆盖改变了Fe薄膜的表面各向异性能。实验证实和理论上的估计证实，Ni的覆盖虽然一定程度上改变了Fe薄膜的面内晶格常数，但不会导致Fe薄膜的相变和自旋重取向的发生。Ni诱导Fe／Cu(∞1)自旋重取向的发生来自于Fe的表面各向异性能的改变。另外，实验发现，Ni的覆盖对Fe表面各向异性常数的改变只跟Ni的厚度有关，而跟温度无关的。不同厚度的Fe要发生自旋重取向过程所需的Ni的厚度是不同的。这样，通过将Ni外推到0ML，就可以得到了低温(110K)下fct的Fe非结构变化而产生自旋重取向的真正厚度。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

第二章实验装置与原理

第三章Fe/Cu(001)的结构和磁性

第四章Ni诱导Fe/Cu(001)的自旋重取向

第五章展望

参考文献

致谢

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