Rare earth tetraboride와 magnetic multilayer에 대한 공명 X-선 산란 연구

Abstract

단결정 GdB4의 특징되는 이방성 전자 분포와 (Ga0.97Mn0.03As/GaAs:Be)10 다층박막의 자기 바꿈 성질을 공명 X-선 산란 세기를 통해 분석하였다. 단결정 GdB4에 대한 공명 X-선 산란 측정은 Gd L3 와 L2 흡수단에서 수행하였다. 두 에너지에서 X-선 산란 세기 사이의 Branching 비율은 공명 봉우리마다 달랐다. 그것들의 분석은 봉우리들에 상응하는 Gd 이온의 5d 전자 상태의 다른 이방성 특징을 보여준다. 표면에 민감한 연 X-선 공명 자기 반사율을 이용하여 반강자성 사이막 교환 결합을 이루는 (Ga0.97Mn0.03As/GaAs:Be)10 다층박막의 깊이에 따라 분해된 자기 구성을 연구하였다. 우리는 반 Bragg 봉우리에서 자기장 거는 방향이 서로 반대인 서로 다른 잔류 상태 사이에 흥미로운 반대방향의 증가를 발견하였다. 정량적인 분석을 통하여 이러한 반대의 세기 증가의 결과는 잔류 상태 이전에 포화 자화 방향을 따라 제일 위에 놓인 자성층의 자화가 고정되는 방식으로 두가지 다른 반평행 스핀 구성으로부터 야기된다는 것을 보여준다.

Resonant X-ray scattering intensities were analyzed to characterized anisotropic electrons distribution in GdB4 single crystal and magnetic switching property of a (Ga0.97Mn0.03As/GaAs:Be)10 multilayer thin film. Resonant X-ray scattering measurements for a GdB4 single crystal have been carried out at Gd L3- and L2-edges. Branching ratios between x-ray scattering intensities at two x-ray energies are different for resonance peaks. Their analysis shows different anisotropic characters of 5d electron states of Gd ions corresponding to the peaks. The depth-resolved magnetic configuration of a (Ga0.97Mn0.03As/GaAs:Be)10 multilayer with an antiferromagnetic interlayer exchange coupling was investigated using surface-sensitive soft x-ray resonant magnetic reflectivity (XRMR). We observed intriguing opposite increments in the XRMR intensities at the half-Bragg peak position between two different remnant states with opposite field sweep directions. A quantitative analysis shows that these opposite intensity increments result from two different anti-parallel spin configurations in such a way that the magnetization of top-most magnetic layer is pinned along the saturation magnetization direction before the remnant state.