Ir(111) 上石墨烯下方的铕：插层机制、磁性与能带结构

我们通过微观、磁性和光谱测量以及密度泛函理论，全面研究了 Eu 在 Ir(111) 上 Gr 下方的插层现象。取决于覆盖度，插层的 Eu 原子会形成相对于 Gr 的 $(2 \times 2)$ 或 $(\sqrt{3} \times \sqrt{3})$R$30^{\circ}$ 超结构。我们研究了 Eu 穿透名义上闭合的 Gr 层的机制，并测量了两种插层系统的电子结构和磁性。它们的电子结构非常相似。与 Ir(111) 上的 Gr 相比，这两个系统中的 Gr 能带基本上刚性移向更大的结合能，导致 n 型掺杂。Ir 表面态 $S_1$ 与 Gr 态的杂化被解除，莫尔超周期势显著减弱。相比之下，通过 X 射线磁圆二色性发现，这两种插层系统的磁行为存在显著差异。$(2 \times 2)$ Eu 结构表现出单纯的顺磁行为，而对于 $(\sqrt{3} \times \sqrt{3})$R$30^{\circ}$ 结构，尽管在 10 K 时没有磁滞现象，但其巨大的零场磁化率表明存在铁磁耦合。对于后者结构，观察到显著的易平面磁各向异性，并将其解释为形状各向异性。