Epitaxial growth of thermally stable cobalt films on Au(111)
Epitaxial growth of thermally stable cobalt films on Au(111)
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Au(111) 上热稳定钴薄膜的外延生长
DOI：
10.1088/1367-2630/18/10/103054
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发表时间：
2016
影响因子：
3.3
通讯作者：
M. Aeschlimann
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
N. Haag;M. Laux;J. Stöckl;J. Kollamana;J. Seidel;N. Großmann;R. Fetzer;L. L. Kelly;Z. Wei;B. Stadtmüller;M. Cinchetti;M. Aeschlimann
铁磁薄膜在自旋电子学应用中作为自旋极化载流子的来源以及作为铁磁衬底在基础研究中起着基础作用。然而，在单晶衬底上生产具有高结构质量和化学纯度的这种金属膜是具有挑战性的，因为跨越金属-金属界面的扩散势垒通常小于光滑表面形态所需的热活化能。本文介绍了在Au（111）单晶表面外延生长的Co薄膜作为热稳定铁磁薄膜。我们的结构研究表明，薄的Co/Au（111）薄膜的生长相比，具有大的单原子Co平台的平均宽度为500埃，形成后，在575 K热退火的Co体单晶相同。结合我们的结果，从光电子能谱和俄歇电子能谱，我们提供的证据表明，没有显着的扩散Au到近表面区域的Co膜发生在这个温度下，没有Au覆盖层上形成的Co膜。此外，我们表明，电子价带是占主导地位的Co 3d带和Co衍生的表面共振的少数带中的一个强大的光谱贡献。这两种状态导致在费米能量下的整体负自旋极化。
Ferromagnetic thin films play a fundamental role in spintronic applications as a source for spin polarized carriers and in fundamental studies as ferromagnetic substrates. However, it is challenging to produce such metallic films with high structural quality and chemical purity on single crystalline substrates since the diffusion barrier across the metal-metal interface is usually smaller than the thermal activation energy necessary for smooth surface morphologies. Here, we introduce epitaxial thin Co films grown on an Au (111) single crystal surface as a thermally stable ferromagnetic thin film. Our structural investigations reveal an identical growth of thin Co/Au (111) films compared to Co bulk single crystals with large monoatomic Co terraces with an average width of 500 Å, formed after thermal annealing at 575 K. Combining our results from photoemission and Auger electron spectroscopy, we provide evidence that no significant diffusion of Au into the near surface region of the Co film takes place for this temperature and that no Au capping layer is formed on top of Co films. Furthermore, we show that the electronic valence band is dominated by a strong spectral contribution from a Co 3d band and a Co derived surface resonance in the minority band. Both states lead to an overall negative spin polarization at the Fermi energy.
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