晶体和磁性的铁在室温下单层

最近在一篇文章发表在开放获取期刊欧洲杯足球竞彩,研究人员调查了磁场和晶体性质的铁单层(ML)沉积在一个2毫升Au / W(110)衬底用相对论筛选Korringa-Kohn-Rostoker计算,密度泛函理论(DFT)和自旋极化的低能电子显微镜(SPLEEM)。

研究:调优在一层铁高于室温铁磁性。图片来源:vchal / Shutterstock.com

研究人员还展示了潜在的限制与非盟向菲毫升调优的居里温度(T_C)和磁化强度的大小。

背景

居里温度和磁化强度是两个最重要的参数的技术相关的铁磁超薄薄膜。他们是已知受层的晶体特性的影响。此外,随着膜厚度减少了单个原子极限,彻底改变其磁性特征。

LEED的光秃秃的模式W (110) (一个),2毫升Au / W (110) (b),1毫升Fe / 2毫升Au / W (110) (c),2毫升盟盟/ 1毫升Fe / 2毫升/ W (110) (d)。箭头(b)表明钨衍射斑点。电子能量38 eV。图片来源:Zdyb R et al .,材料欧洲杯足球竞彩

可以减轻热波动在一个足够大的各向异性的存在,导致远程的磁矩的出现。实际上,铁磁薄膜生长基质,作为各向异性的来源,但T_C要减少因为——的尺寸效应和一般远低于室温(RT)。

菲外延形成的单层基质不同对称,W(110)和非盟等(001),常用在铁磁性单一层的研究。它也表明,与其他金属覆盖铁毫升改变了T_C和磁矩。只有少数罕见事件的铁磁薄膜居里温度超过RT在一层涂层;例如,铁毫升盟(001)和双层非盟在W (110)。

关于这项研究

在目前的研究中,研究人员调查了一层的基本磁性特征与六角铁组织原子。这项研究说明了经济增长、晶体和磁结构的铁毫升以及Au-capped Fe毫升用低能电子衍射模式,SPLEEM, DFT计算。结构对磁特性的影响进行了讨论。

盟上的吸附一层铁原子是用来调节T_C和磁化强度的大小。T的增加_C与非盟覆盖2毫升是在实验环境下表现出来的。同时,磁力的大小增加到非盟的覆盖率达到1毫升,之后开始下降。

维也纳从头开始模拟包被用来优化各种非盟的原子结构_n/铁₁/非盟₂/ W (n = 0, 1, 2;原子层)接口的数量模型使用Perdew-Burke-Ernzerhof参数化的广义梯度近似。

(一个)不对称和非盟覆盖层覆盖。SPLEEM图像在嵌入被非盟保险箭头所示。在(b,c)SPLEEM之前拍摄的图像ferromagnetic-paramagnetic paramagnetic-ferromagnetic相变后,分别。灰色的特性,例如,圆圈,表示一步顺磁束。电子能量3.5 eV, 12µm视野。图片来源:Zdyb R et al .,材料欧洲杯足球竞彩

观察

研究铁磁几个DFT-based结构模型来演示使用国家高铁原子的磁矩值相对于他们的大部分同行后,进一步观察增量磁矩与非盟覆盖。居里温度计算理论上是接近实验获得。此外,计算透露了一些沮丧的各向同性Fe-Fe交换相互作用。

也观察到,在RT,铁原子的单层显示六角对称和铁磁顺序展出。结果表明,非盟的持续发展在RT的Fe毫升遵循相同的晶体取向,保持相同的两个域形态和几乎相同的晶格常数为3.92±0.08,3.93±0.08 1毫升和2毫升盟最重要的铁,分别。

交换器的依赖不对称参数(A_前女友)的非盟原子在铁毫升提出基于大约线性增加_前女友与非盟的报道约1毫升,随后开始下降进一步增加在非盟的报道。与此同时,T_C菲毫升出来的大约327±3 K当非盟不吸附在铁、335±3 K 1毫升盟,346±3 K 2毫升盟。此外,理论结果提供详细信息的敏感性磁特性。

磁化曲线 〈M2〉(T)" id="MathJax-Element-37-Frame" role="presentation" tabindex="0">⟨〈M2〉(T)" id="MathJax-Element-37-Frame" role="presentation" tabindex="0">米₂⟩(T) $$非盟的结构模型D_n/铁₁/非盟的n = 0;1;2。图片来源:Zdyb R et al .,材料欧洲杯足球竞彩

结论

总之,本研究调查了在T盟吸附的影响_C和磁化强度的大小为1毫升铁生长在2毫升Au / W (110)。T_C一层铁超过RT (327 K),它可以进一步增强涂层与非盟原子。此外,限制与非盟层提高了铁原子的磁矩,但是1毫升盟后,磁化强度开始下降。

相对应的多层结构模型阐明铁磁,沮丧的各向同性的交流接触,nearest-neighbor-Dzyaloshinsky-Moriya交互。计算磁矩的范围从3.08到3.43µB,表明铁原子具有较高的自旋状态。

源

Zdyb, R。,Palotas, K., Simon, E.et al。调优在一层铁高于室温铁磁性。欧洲杯足球竞彩材料15 (3),1019 (2022)。

https://www.mdpi.com/1996-1944/15/3/1019

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