Fe/Alq3双层中界面磁性的演化
材料科学
2023-02-02 v1
摘要
研究了有机半导体薄膜(Alq3)上Fe的界面磁性及拓扑结构，并与直接沉积在Si(100)衬底上的Fe薄膜进行比较。为获取Fe/Alq3界面处扩散Fe层的信息，通过在界面引入95%富集的薄57Fe层并在层状结构中产生X射线驻波，使掠入射核共振散射(GINRS)测量具有深度选择性。与Fe在Si衬底上的生长(薄膜呈现32 T的超精细场值(块体Fe))相比，发现存在较厚的Fe-Alq3界面，其电子密度与超精细场降低，证明Fe原子深入渗透进Alq3薄膜。由于Alq3质地柔软，Fe磁矩在膜面内弛豫。同时，由于靠近Si处Fe层受应力且粗糙，Si上Fe在界面处具有约43度的面外Fe磁矩取向。在Alq3表面生长Fe的过程中，利用原位磁光克尔效应(MOKE)和小角X射线散射(SAXS)测量监测Fe-Alq3界面磁性的演化。发现Fe原子倾向于聚集成团簇以最小化其表面/界面能。界面处2.4 nm厚磁性死层的起源归因于顺磁性或超顺磁性的小Fe团簇。本工作增进了对金属-有机界面处界面磁性及利用GI-NRS技术进行拓扑研究的理解，该技术具有深度选择性，可探测扩散铁磁层的磁性，而这是基于实验室的技术难以实现的。
引用
@article{arxiv.2302.00283,
title = {Evolution of interface magnetism in Fe/Alq3 bilayer},
author = {Avinash Ganesh Khanderao and Sonia Kaushik and Arun Singh Dev and V. R. Reddy and Ilya Sergueev and Hans-Christian Wille and Pallavi Pandit and Stephan V Roth and Dileep Kumar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.00283},
year = {2023}
}