Спиновые состояния поверхности

• Автор: Петров, Владимир Никифорович
• Шифр специальности: 01.04.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 289 с. : ил.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Поляризованные электроны

1.2 Спин-поляризационные эффекты при вторично-электронной

эмиссии

1.3 Исследования

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ТЕХНИКА И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ

2.1 Экспериментальное оборудование

2.2 Энергоанализатор для Спин-Поляризационной Электронной Оже-Спектроскопии

2.3 Новый компактный классический 40 кВ детектор Мотта

ГЛАВА 3. СВОБОДНЫЕ ЭЛЕКТРОННЫЕ СПИНОВЫЕ СОСТОЯНИЯ ПОВЕРХНОСТИ НЕМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ

3.1 Спиновая структура поверхностных состояний W(100) и PbS(lOO),

индуцированных потенциалом изображения
3.2 Спиновое расщепление свободных электронных состояний в сульфиде свинца
3.3 Спиновая асимметрия при инверсной фотоэлектронной эмиссии из PbS(lOO)
ГЛАВА 4. СВОБОДНЫЕ ЭЛЕКТРОННЫЕ СПИНОВЫЕ СОСТОЯНИЯ ПОВЕРХНОСТИ МАГНИТНЫХ СПЛАВОВ
4.1 Спиновое расщепление свободных электронных состояний FeNi3(l 10)
4.2 Спин-зависимая локальная плотность свободных электронных состояний FeNi3(l 11)
4.3 Температурная зависимость намагниченности поверхности РеИіз(111), измеренная методом Спин-Поляризационной Спектроскопии Потенциалов Появления
ГЛАВА 5. ЗАПОЛНЕННЫЕ ЭЛЕКТРОННЫЕ СПИНОВЫЕ СОСТОЯНИЯ ПОВЕРХНОСТИ МАГНИТНЫХ МЕТАЛЛОВ
5.1 Исследование намагниченности поверхности ЕеТЛ3(110) методом Спин-Поляризационной Электронной Оже-Спектроскопии
15.2 Температурная зависимость намагниченности поверхности Ее№3(110), измеренная методом Спин-Поляризационной Электронной Оже-Спектроскопии
5.3 Спин-Поляризационная томография Ферми поверхности N1
ГЛАВА 6. ЗАПОЛНЕННЫЕ ЭЛЕКТРОННЫЕ СПИНОВЫЕ СОСТОЯНИЯ ПОВЕРХНОСТИ НЕМАГНИТНЫХ МЕТАЛЛОВ
6.1 Магнитные свойства пленок V на поверхности Ее№3(110)
6.2 Спиновая структура поверхностных состояний типа Шокли на Аи(111)
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Актуальность темы исследования. Прогресс технологий создания низкоразмерных магнитных систем, открытие в них новых фундаментальных явлений, важных для понимания самой природы магнетизма, а также перспективы использования наноструктур в новейших приборах и устройствах, в том числе при разработке современных компьютеров, определяют постоянно растущий интерес к этой области физики. Антиферромагнитное межслойное взаимодействие и гигантское магнетосопротивление, открытые в металлических магнитных сверхрешетках, не только заложили новое направление физики магнитных явлений, но также привели к качественному усовершенствованию памяти компьютеров и появлению нового поколения сенсорных устройств. В созданных в последнее время электронных устройствах используется спиновая степень свободы заряженных частиц. В научной литературе даже появился специальный термин «спинтроника». Поэтому изучение спиновых состояний поверхности приобретает огромное значение.
Анализ поляризации электронов служит основой для целого ряда экспериментальных методов изучения поверхности. В диссертации особое внимание уделено двум подходам, существенный прогресс в развитии которых достигнут благодаря работам автора. Это Спин-Поляризационная Электронная Оже-Спектроскопия (СПЭОС) дающая возможность по отдельности исследовать магнитную структуру каждой из компонент, входящих в сложную магнитную систему, и метод Спин-Поляризационной Томографии Ферми Поверхности (СПТФП), позволяющий исследовать поверхности Ферми электронов с каждой из проекций спина и, таким образом, изучать спиновую структуру электронных состояний поверхности твердых тел и тонких пленок в к-пространстве.

управление работой энергоанализатора осуществлялось компьютером по специально разработанным программам.
Схема детектора Мотта показана на рис. 2.1.4. Основными компонентами поляриметра являются две металлические полированные полусферы с общим центром. Внешняя полусфера работает при потенциале «земли» или близком к нему. На внутреннюю полусферу подается потенциал около 60 кВ. Для этого она фиксируется двумя последовательно соединенными цилиндрическими керамическими изоляторами, рассчитанными на суммарное напряжение «80 кВ. Электронный пучок, поляризацию которого требуется определить, направляется в область между полусферами через диафрагму с круглым отверстием, после чего, ускоренный сильным сферическим полем, он попадает во внутреннюю полусферу. Расчеты траекторий электронов показывают, что такое поле хорошо фокусирует входящий пучок. Внутри малой полусферы установлены четыре поверхностно-барьерных детектора с большой рабочей поверхностью ~ 1.5 см2 каждый, золотая фольга и направляющие диафрагмы. В качестве оптимального угла рассеяния, согласно расчетам, выбран угол 118°. Угол сбора электронов каждым детектором составляет 48°. Рассеивающая фольга представляет собой слой золота толщиной 800 А, напыленный на тонкую свободную формваровую пленку. После рассеяния электроны проходят через отверстия в диафрагмах и регистрируются детекторами.
При анализе асимметрии рассеяния необходимо селектировать отраженные электроны по энергии, поскольку максимальная асимметрия возникает, как известно, при упругом отражении. Это связано с тем, что в результате неупругого рассеяния, которое может произойти до акта упругого взаимодействия, теряется информация о спине. Кроме того, в пучок неупругих электронов, выходящий под углом рассеяния 118°, могут попадать электроны, предварительно упруго рассеявшиеся на другие углы