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《中国原子能科学研究院》 2007年
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超薄Fe膜(4(?))的极化中子反射研究

李天富  
【摘要】: 本工作利用分子束外延薄膜生长技术,制备了200(?) V/4(?) Fe/900(?) V/MgO(100)薄膜样品,并同时利用X射线反射谱仪和极化中子反射谱仪两种测量手段精确获得了薄膜的表面、界面及各层膜厚的相关结构信息。此外,利用极化中子反射技术,研究了超薄铁膜磁特性,并通过变温测量,得到了薄膜磁特性随温度的变化情况。通过该工作,熟悉了薄膜样品的常用制备方法,掌握了利用反射技术研究薄膜结构及相关特性的测量方法,并对反射测量数据的分析处理方法和程序有了较为全面深入的理解,为今后利用即将在中国原子能科学研究院先进研究堆旁建成的中子反射谱仪打下了基础。 200(?) V/4(?) Fe/900(?) V/MgO(100)的薄膜样品是在超高真空(10~(-10)mbar)下利用分子束外延薄膜生长技术制备而成。生长过程中,利用石英振荡器可以较为精确的控制薄膜的生长厚度(V生长速度为1(?)/s,Fe生长速度为0.1(?)/s),各层薄膜的成分组成则利用俄歇电子能谱仪进行了原位监测,确保Fe薄膜无氧化及其它杂质污染,这点对研究超薄Fe薄膜的磁特性至关重要。最后,X射线摇动曲线测量表明制备的薄膜具有较好的单晶生长质量。 X射线和中子作为两种探针在探测材料的结构性质方面具有一定的互补性,因此该薄膜样品的结构信息(层厚、表面、界面粗糙度等)是通过X射线反射谱仪和中子反射谱仪两种测量手段进行测量,并同时分析两种实验测量数据得到的。利用极化中子反射技术对薄膜样品的磁性质灵敏这一特点,对薄膜样品进行了极化中子反射率曲线的变温测量,并分析获得了薄膜的磁特性。分析结果显示,所制备的超薄膜样品呈现铁磁性。样品中Fe原子的平均面内磁矩小于块体材料中Fe的磁矩值。利用power law对得到的磁矩随温度的变化关系拟合,得出样品的居里温度约为310±30K。
【学位授予单位】:中国原子能科学研究院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:O484

【参考文献】
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