Pt(111)表面上表层Fe(FeO)结构和次表层Fe结构的可控转变(英文)

利用扫描隧道显微镜(STM)和X射线光电子能谱(XPS)对Pt(111)表面制备的Fe单层薄膜及其在不同环境气氛条件下的多种结构进行了研究.在温度为487K的Pt(111)表面制备出了完整的Fe单层薄膜Fe/Pt(111).对Fe/Pt(111)依次升高温度进行超高真空退火,STM和XPS结果表明退火温度高于800K时,表面Fe原子扩散到次表层区域,形成次表层Fe结构Pt/Fe/Pt(111).Pt/Fe/Pt(111)在O2氧化气氛中经850K退火可转变成表面FeO薄膜FeO/Pt(111).FeO/Pt(111)结构在温和的H2还原气氛中(600K)转变成表面Fe结构,进一步的还原处理(800K)则可以重新生成Pt/Fe/Pt(111).控制样品的环境气氛在O2和H2之间切换,使得表面Fe(FeO)和次表面Fe可以重复地转变.本研究实现了多种Fe-Pt表面结构的可控制备,可为合理地设计高效、价廉的催化剂提供借鉴.

在MgO(001)基板上生长连续的L1_0-FePt纳米薄膜

用磁控溅射法在加热到400℃的MgO(001)基片上沉积了总厚度为25nm的[Fe(0.6nm)/Fe30.5Pt69.5(1.9nm)]10多层连续薄膜,并对其在[500,900]℃的温度范围进行了3h的真空热处理.结果表明,薄膜在沉积过程中发生了层间扩散,形成A1相的FePt合金,表现为软磁特性;热处理温度高于700℃时,薄膜内形成L10相的(001)织构,其单轴磁晶各向异性能高于2.5×107ergcc?1;薄膜能在800℃以下保持形貌连续.借助于半导体载流子扩散和复合模型,对薄膜在高温下形貌保持连续的机理进行了探讨.分析认为,虽然薄膜在沉积过程中发生了层间扩散,但内部仍然残存微弱的周期性成分起伏,这可以有效阻碍热处理过程中因相变而引起的Pt元素析出,从而抑制了因形成富Pt晶界而导致的形貌不连续.这种薄膜可以方便地用于微加工制作磁性阵列和隧道结.