超薄Fe层在反铁磁NiO001面上沉积的XPS研讨.pdf

i 超薄Fe层在反铁磁N0(001)面上沉积的XPS研究 王立锦滕蛟于广华 (北京科技大学材料物理与化学系，北京 100083) 方式沉积到反铁磁单晶NiO(001)基片上。表面磁光克尔效应(SMOKE)的原位测试结果 表明：通过MBE沉积的Fe原子层在Fe／NiO界面处产生了约2此的磁死层；X射线光电 子能谱(XPS)对Fe／Ni0界面进行研究的结果表明，在Fe原子与单晶NiO间发生了界 面化学反应。 关键词；磁性薄膜，表面磁性，X射线光电子能谱 1．实验方法 ×10-sPa的超高真空中用O．6 X10。Pa keV的氩离子(A什)束清洗基片表面，再在800K，1．3 过MBE沉积到NiO(001)单晶基片上时，将一个小刀边沿状挡板(knife-edgeshutter)放在基片 前约lmm处，在薄膜生长过程中，通过移动基片制备出楔型样品。Fe薄膜的楔型样品的斜 率通过基片移动速度来控制。所有样品制备完成后，进行原位SMOKE和XPS测试，真空 度都优于2．7X 深度为d=3灭sin口，天和口分别是光电子非弹性平均自由层和光电子出射角。在XPS实验中， 为了增加表面灵敏度同时又保证信号强度，我们选择口为450。 2．结果和讨论 测试结果可以知道，当Fe层表观厚度是 3ML时，磁信号开始出现，然后，Ms随Fe 兽 层厚度的增加而逐渐增加。当Fe层表观厚 § ‘ 度小于3ML时，没有测出磁信号；当测试 D 号 至 温度降至60K时，也没有测出磁信号。这表 明在该样品中存在表观厚度大约为2ML的 磁死层。 我们利用XPS原位分析法研究了 163 Fe／NiO界面原子的价态。图2是表观厚度为 片上后在Fe／NiO界面获得的Ni 籁 2p高分辨XPS 五 燃 谱。在852．7eV和854．4eV处的峰分别对应 想 金属Ni 3是相同样品在Fe／NiO界面获得的Fe 2p高分 辨XPS谱。在707．0eV和710．9eV处的峰分 别对应金属Fe 的存在可能是由于发生了下列反应：3NiO+2Fe --3 籁 走 108．9kJ／mol，表明从热力学角度看该反应是有 蜊 蹑 利的。