Magnetic Properties of Monolayer-thiciness InP(001)(2×4) Reconstruction Surface

We have investigated magnetic properties of monolayer (ML)-thickness Co film deposited on InP(2${\times}$4) reconstruction surface using in situ Surface Magneto-Optical Kerr Effects (SMOKE) measurement system. InP(2${\times}$4) reconstruction surface, obtained by repeated sputtering and annealing, was confirmed by reflection hish energy electron diffraction (RHEED) and scanning tunneling microscope (STM) measurements. From both longitudinal and polar SMOKE measurements, we have observed three distinguishable regions showing different magnetic properties depending on the Co thickness. In the Co film thickness smaller than 7 $m\ell$, no SMOKE signal was detected. In the following thickness between 8 $m\ell$ and 15 $m\ell$, both longitudinal and polar Kerr hysteresis loops were observed, which implies a metastable phase coexisted of in-plane and perpendicular anisotropies. In the film thickness larger than 16 $m\ell$, only longitudinal MOKE signal without polar signal was detected, which implies existence of in-plane anisotropy in this thickness region.

InP(001)(2×4)재구성된 표면 위에 원자층 단위로 증착된 Co 박막의 자성 특성

본 연구에서는 InP(2${\times}$4) 재구성된 표면 위에 원자층 단위로 증착된 Co 박막의 특성을 표면 자기광 커 효과(surface magneto-optical Kerr effect, SMOKE) 시스템, 반사 고에너지 전자 회절(reflection high energy electron diffraction), 주사 터널링 현미경(scanning tunneling microscope)이 장착된 초고진공 챔버를 이용하여 조사하였다. 실시간(in situ) SMOKE 연구 결과, Co 박막이 InP(2${\times}$4) 재구성된 표면 위에 성장할 때, Co박막의 두께에 따라 자성 특성이 대조적으로 구분되는 세 가지 두께 영역이 존재함을 확인할 수 있었다. 즉, Co 박막 두께가 7 단층(monolayer, ML)보다 작은 두께 영역에서는 가로 방향(longitudinal)과 수직방향(polar) 측정에서 모두 SMOKE신호를 관찰할 수 없었다. 8$m\ell$에서 15$m\ell$까지의 Co두께 영역에서는 수평 자기 이방성과 수직 자기 이방성이 공존하는 준안정상(metastable phase)을 관찰할 수 있었다. 그리고 마지막 영역은 16$m\ell$이상의 두께를 갖는 영역으로 수평 자기 이방 강자성을 확인할 수 있었다.