Спектроскопия потерь энергии спин-поляризованных электронов
Спектроскопия потерь энергии спин-поляризованных электронов или SPEELS — это метод, который в основном используется для измерения закона дисперсии коллективных возбуждений во всей зоне Бриллюэна .
Спиновые волны — это коллективные возмущения в магнитном твердом теле. Их свойства зависят от длины волны (или волнового вектора ). Для длинноволновых спиновых волн (коротковолнового вектора) результирующая спиновая прецессия имеет очень низкую частоту, и спиновые волны можно рассматривать классически . Эксперименты по ферромагнитному резонансу (ФМР) и рассеянию света Бриллюэна (BLS) объясняют длинноволновые спиновые волны в сверхтонких магнитных пленках и наноструктурах . Если длина волны сравнима с постоянной решетки , спиновые волны управляются микроскопической обменной связью , и квантовомеханическое необходимо описание. Поэтому экспериментальная информация об этих коротковолновых спиновых волнах (с большим волновым вектором) в ультратонких пленках весьма желательна и может привести к принципиально новому пониманию спиновой динамики в будущем в уменьшенных измерениях.
SPEELS — один из немногих методов, который можно использовать для измерения дисперсии столь коротковолновых спиновых волн в сверхтонких пленках и наноструктурах. [ нужна ссылка ]
Первый эксперимент
[ редактировать ]Впервые группа Киршнера [ 1 ] в Институте физики микроструктур Макса Планка показали, что характер спиновых волн с большим волновым вектором можно обнаружить с помощью спектроскопии потерь энергии спин-поляризованных электронов (SPEELS). [ 2 ] [ 3 ] Позже, с лучшим импульсным разрешением, дисперсия спиновых волн была полностью измерена в 8-монослойной (ML) ГЦК- пленке кобальта на Cu (001). [ 4 ] и 8 МЛ ГПУ кобальта на W (110), [ 5 ] соответственно. Эти спиновые волны были получены вплоть до поверхностной зоны Бриллюэна (ЗБЗ) в диапазоне энергий около нескольких сотен мэВ. Другим недавним примером является исследование 1- и 2- монослойных пленок железа, выращенных на W(110), измеренных при 120 К и 300 К соответственно. [ 6 ] [ 7 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «MPI MSP-Exp. Отдел I: Добро пожаловать» . Mpi-halle.de . Проверено 18 декабря 2009 г.
- ^ Плихал, М.; Миллс, ДЛ; Киршнер, Дж. (22 марта 1999 г.). «Сигнатура спиновой волны в спектре потерь энергии спин-поляризованных электронов ультратонких пленок Fe: теория и эксперимент». Письма о физических отзывах . 82 (12). Американское физическое общество (APS): 2579–2582. дои : 10.1103/physrevlett.82.2579 . ISSN 0031-9007 .
- ^ Ибах, Х.; Брухманн, Д.; Воллмер, Р.; Эцкорн, М.; Анил Кумар, PS; Киршнер, Дж. (2003). «Новый спектрометр для спектроскопии потерь энергии спин-поляризованных электронов» . Обзор научных инструментов . 74 (9). Издательство AIP: 4089–4095. дои : 10.1063/1.1597954 . ISSN 0034-6748 .
- ^ Воллмер, Р.; Эцкорн, М.; Кумар, П.С. Анил; Ибах, Х.; Киршнер, Дж. (29 сентября 2003 г.). «Спин-поляризованная электронная спектроскопия потерь энергии высокоэнергетических спиновых волн с большим волновым вектором в ультратонких пленках ГЦК-Со на Cu (001)» (PDF) . Письма о физических отзывах . 91 (14). Американское физическое общество (APS): 147201. doi : 10.1103/physrevlett.91.147201 . ISSN 0031-9007 . ПМИД 14611549 .
- ^ Эцкорн, М.; Анил Кумар, PS; Тан, В.; Чжан, Ю.; Киршнер, Дж. (16 ноября 2005 г.). «Спиновые волны с высоким волновым вектором в ультратонких пленках Co на W (110)». Физический обзор B . 72 (18). Американское физическое общество (APS): 184420. doi : 10.1103/physrevb.72.184420 . ISSN 1098-0121 .
- ^ Тан, Западная X; Чжан, Ю.; Тудоса, И.; Прокоп, Дж.; Эцкорн, М.; Киршнер, Дж. (24 августа 2007 г.). «Большие волновые векторные спиновые волны и дисперсия в двух монослоях Fe onW (110)». Письма о физических отзывах . 99 (8). Американское физическое общество (APS): 087202. doi : 10.1103/physrevlett.99.087202 . ISSN 0031-9007 . ПМИД 17930976 .
- ^ Прокоп, Дж.; Тан, Западная X; Чжан, Ю.; Тудоса, И.; Пейшото, TRF; Закери, Х.; Киршнер, Дж. (30 апреля 2009 г.). «Магноны в ферромагнитном монослое». Письма о физических отзывах . 102 (17). Американское физическое общество (APS): 177206. doi : 10.1103/physrevlett.102.177206 . ISSN 0031-9007 . ПМИД 19518825 .