co+x+Cu1-x颗粒膜磁光性质研究.pdfVIP

Co，Cuh颗粒膜的磁光性质研究 王松有‘，张荣君‘，刘铸‘，杨清波‘，郑卫民‘，郑玉祥‘，陈良尧‘，李白云‘ ‘复旦大学物理系，‘复旦大学材料系．上海，200433 由铁磁性过渡金属和贵金属组成的颗粒膜，由于其具有许多反常的性质和潜在的应 发现存在有类似于多层膜的巨磁电阻效应，继后许多研究小组以cu、Ag为基与Fe、cD、 Ni等金属和台金所构成的两大系列颗粒膜进行了广泛的研究，结果表明：在产生最大巨 磁阻效应的颗粒膜中，过渡族元素所占的体积百分数处于15札25％范围内，低于形成网 络状结构的阈值，此时过渡族元索主要以颗粒的形式嵌于薄膜中，在最佳尺寸为几到10 纳米范围内。这些颗粒膜经退火处理后，其饱和场很低，有可能在低场器件中获得应用。 SUba”’等人从理论和实验两方面研究了co／cⅡ多层膜的光学和磁光性质，发现在 0．8-5．5ev范围内口．谱具有双峰结构，其中2．1eV处出现了在纯co中未被观察到的峰， 理论计算表明2．1eY处的峰只有在较厚的cu层且界面粗糙时，由cu的带间跃迁贡献引 起。 百分比)颗粒膜在不同退火条件下的光学和磁光性质。co和cu的组分和表面形貌由扫描 电子显微镜测定：光学常数和极向Kerr参数分别用扫描型椭偏仪“和Kerr谱仪“’测定。 对这五个分别在不同制各态和退火条件下制各的的样品进行了磁光和椭偏光谱溯 量，图1、2分别是x=23，34时的巩和光学常数的虚部占，随光子能量的变化关系，从 中可以得出以下结论：(1)以随co含量的增加而有不同程度的增加，co含量在2册以 下时没有出现8。的增强峰，当co含量在23％以上时在3．5~4．0eV附近出现口。的增强 峰。(2)随着退火温度的升高，以都有不同程度的增加，对co含量低于23％和100℃ 退火时，未出现口。增强峰，当退火温度为200oc时，可以观察到co含量低于23％时在 高能端的峰稍强～些。(3)介电函数的虚部都髓退火温度的升高而减小，且在2．1eV附 近有～个弱的肩膀。 对上述现象我们作如下初步的分析，在1．5~4．5eV区内纯co的以谱只有一个增强峰， U 时，由于cu的抗磁性，其媳rr效应很小。所以当co含量低于23％时，没有臼．增强峰。 个带间吸收边，对应于Cu的d电子到费米能级的跃迁(k_L2一)，口。在此处的增强由该 跃迁的贡献引起．在较高温度下退火，薄膜内的颗粒分布和形状发生变化，原先为球状 的磁性颗粒有可能转变为平行于膜面的薄片状形态，因此产生类似于Co／Cu多层膜的磁 光效应．使得本实验结果与文献[2】所报道的结果相类似。有关详细的机理将另文发表。 ml不同退火温度下coIcu，Jx：23．34)的％随入射光能量的变化曲线 图2不同退火温度下coFu，_I(x=23，34)的e2随入射光能量的变化曲线 本研究获得国家“攀登计划”、上海应用物理研究中心和国家自然科学基金委的联 合支持，作者在此表示谢意。 参考文献 and l G．Xiao，J．S．JiangCt．Chien．Phys．Rev．Lett 68，3749，(1992)． 2． S Ya N N Antonovand Uba，LUba，A Perlov．AYaresko，V R Gontarz．JPhys：Condens． ．№tter．9．447，(1997)． 3． andY．8．QianThinSolid L．Y．Chen，X．-．Feng，Y．Su，H．Z．Ma Film．243．385(1993) 4． L H Y．chen，S．／4．Zhou，Y．X．Zheng,r．Cheng,r．扎r柚霸r．HOisn，CShang,Y J．wⅫg，Opt．Eng．，36，3188(1997) 107