Pd층의 두께 변화에 따른 [Co/Pd] 다층박막의 연엑스선 방사광 분광 연구

Abstract

이 연구에서는 연 X선 광흡수 분광법(soft X-ray absorption spectroscopy: XAS)과 연 X선 자기 원편광 이색성(soft X-ray magnetic circular dichroism: XMCD)을 이용하여 수직자기이방성을 보이는 [Co(2Å)/Pd(xÅ)] 형의 다층박막의 전자구조를 연구하였다(x = 1 Å, 3 Å, 5 Å, 7 Å, 9 Å). Co 2p XAS와 XMCD 스펙트럼은 Pd 층의 두께 변화에 상관없이 서로 매우 유사하였으며, 또한 Co 금속의 Co 2p XAS와 XMCD 스펙트럼과도 매우 유사함이 관찰되었는데, 이러한 결과는 [Co(2Å)/Pd(xÅ)] 다층박막에서 Co 이온들이 금속 결합을 하고 있다는 사실을 보여 준다. Co 2p XMCD 스펙트럼을 분석하여 두께에 따른 궤도 자기모멘트(orbital magnetic moment)와 스핀 자기모멘트(spin magnetic moment) 의 크기를 결정하였다. 이 결과에 의하면 Pd 층의 두께(x)가 1 Å에서 3 Å으로 증가할 때, 궤도 자기모멘트가 가장 크게 증가하였으며, x ≥ 3 Å 이상의 영역에서는 별 다른 변화가 없었다. 이러한 결과는 [Co(2Å)/Pd(xÅ)] 다층박막의 계면에서의 스핀-궤도 상호작용이 수직자기 이방성에 매우 중요한 역할을 한다는사실을 나타낸다.