광전자분광법을 이용한 Co/Pd 다층박막의 전자구조연구

Valence Band Photoemission Study of Co/Pd Multilayer

광전자분광법 (Photoelectron Spectroscopy : PES)을 이용하여, 차세대 광자기 기록매체로 유망한 Co/Pd 다층박막의 전자구조를 연구하였다. Co/Pd 다층박막의 Co 3d 전자 PES 스펙트럼에서는 페르미 에너지 ($E_{F}$) 근처에 폭이 좁은 피이크가 관찰되었고, 아울러 $E_{F}$로부터 약 2.5 eV 아래에 폭이 넓은 피이크도 관찰되었다. 그 중 $E_{F}$ 근처에 위치한 피이크의 폭은 bulk Co 3d 전자 PES 스펙트럼에서의 피이크폭에 비하여 훨씬 좁았는데, 이러한 차이는 Co 자기모멘트가 Co/Pd 다층박막에서 buik Co 에 비하여 증진되는 현상과 일치한다. 한편 $E_{F}$ 아래 2.5 eV에 의치한 피이크는 Pd의 valence band 구조와 유사함이 발견되었는데, 이는 Co 단층과 Pd 단층간에 상당한 상호작용 (hybridization)이 있음을 나타낸다고 볼 수 있다. Co/Pd 다층박막에 대하여 실험적으로 결정한 Co 3d 전자 Pes 스펙트럼을 국재스핀밀도함수이론을 이용하여 얻은 이론적 전자구조 계산결과와 비교하였다. 이상의 비교에 의하면 밴드이론계산에 의한 Co 3d 밴드폭은 실험과 잘 일치하였으나, PES 스펙트럼에서 관찰되어진 $E_{F}$ 근처의 폭이 좁은 피이크는 밴드이론이 잘 기술하지 못함이 발견되었다.

We report the photoemission (PES) studies for the Co/Pd multilayter. The Co 3d PES spectrum of Co/Pd exhibits two interesting features, one near the Fermi energy, $E_{F}$, and another at ~2.5 eV below $E_{F}$. The Co 3d peak near $E_{F}$ of Co/Pd is much narrower than that of the bulk Co, consistent with the enhanced Co magnetic moment in Co/Pd compared to that in the bulk Co. The Co 3d feature at ~-2.5 eV resembles the Pd valence band structures, which suggests a substantial hybridization between the Co and Pd sublayers. The Co 3d PES spectrum of Co/Pd is compared with the existing band structures, obtained using the local spin density functional calculations. A reasonable agreement is found concerning the bandwidth of the occupied part of the Co 3d band, whereas a narrow Co 3d peak near $E_{F}$ seems not to be described by the band structure calculations.