Spektroskopia strat energii elektronów spolaryzowanych spinowo

Spektroskopia strat energii elektronów spolaryzowanych spinowo lub SPEELS to technika używana głównie do pomiaru stosunku dyspersji wzbudzeń zbiorowych w całej strefie Brillouina .

Fale spinowe to zbiorowe zaburzenia w magnetycznym ciele stałym. Ich właściwości zależą od długości fali (lub wektora falowego ). W przypadku fali spinowej o dużej długości fali (wektor krótkofalowy) wynikająca z tego precesja spinu ma bardzo niską częstotliwość, a fale spinowe można traktować klasycznie . Eksperymenty z rezonansem ferromagnetycznym (FMR) i rozpraszaniem światła Brillouina (BLS) dostarczają informacji o długich falach spinowych w ultracienkich warstwach magnetycznych i nanostrukturach . Jeśli długość fali jest porównywalna ze stałą sieci , fale spinowe są regulowane przez potrzebne jest mikroskopowe sprzężenie wymienne i opis mechaniki kwantowej . Dlatego informacje eksperymentalne na temat tych fal spinowych o krótkiej długości fali (wielki wektor falowy) w ultracienkich warstwach są bardzo pożądane i mogą w przyszłości doprowadzić do całkowicie nowego wglądu w dynamikę spinu w zmniejszonych wymiarach.

SPEELS jest jedną z nielicznych technik, które można wykorzystać do pomiaru dyspersji fal spinowych o tak krótkiej długości fali w ultracienkich warstwach i nanostrukturach.

Pierwszy eksperyment

Po raz pierwszy grupa Kirschnera w Instytucie Fizyki Mikrostruktur im. Maxa Plancka wykazała, że ​​sygnaturę fal spinowych wektora wielkofalowego można wykryć za pomocą spektroskopii strat energii elektronów spolaryzowanych spinowo (SPEELS). Później, przy lepszej rozdzielczości pędu, fali spinowej zmierzono w pełni odpowiednio w 8 jednowarstwowych (ML) fcc kobaltowych filmach na Cu (001) i 8 ML hcp kobaltowych na W (110). Te fale spinowe uzyskano aż do powierzchniowej strefy Brillouina (SBZ) w zakresie energii około kilkuset meV. Innym niedawnym przykładem jest badanie 1 i 2 jednowarstwowych folii żelaznych wyhodowanych na W (110) mierzonych odpowiednio w 120 K i 300 K.