研究目的
研究无需缓冲层条件下L10-MnAl超薄膜在GaAs(001)衬底上的生长及磁学特性，并理解由Mn-Ga-As-Al构成的铁磁界面形成机制。
研究成果
无需缓冲层即可生长出呈现铁磁L10-MnAl相的超薄MnAl薄膜，其矫顽力超过8千奥斯特。这些薄膜表现出强烈的面外磁各向异性，这可能有利于其在自旋电子系统中的应用。所研究超薄薄膜中记录的软磁信号源于界面Ga-Mn-Al-As化合物的存在。
研究不足
该研究仅限于GaAs(001)衬底上的MnAl超薄膜，其发现可能不直接适用于其他衬底或较厚薄膜。软磁界面相的存在可能会影响薄膜的整体磁性能。
1：实验设计与方法选择：
通过分子束外延（MBE）技术在GaAs(001)衬底上生长厚度为1至5纳米的超薄MnAl薄膜。采用原位X射线光电子能谱（XPS）和低能电子衍射（LEED）表征表面原子的化学状态与排列方式，磁性与结构特性则通过非原位的超导量子干涉仪（SQUID）和X射线衍射（XRD）进行测试。
2：样品选择与数据来源：
GaAs衬底采用典型的超高真空清洗流程进行原位处理以去除自然氧化层。
3：实验设备与材料清单：
MBE腔室、XPS、LEED、SQUID、XRD、GaAs衬底、Mn与Al蒸发材料。
4：实验步骤与操作流程：
通过在GaAs(001)上交替沉积单层Mn与Al来生长MnAl薄膜。生长过程中衬底保持不同温度，部分样品在生长后接受400°C的退火处理。
5：数据分析方法：
利用XPS和XRD结果确定薄膜厚度，磁性性能通过SQUID磁强计测量。
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XRD
Bruker D8 Advance
Bruker
Used for ex situ structural characterization of the films.
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SQUID
Quantum Design MPMS
Quantum Design
Used for ex situ magnetic characterization of the films.
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MBE chamber
Used for the epitaxial growth of MnAl films on GaAs substrates.
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XPS
Used for in situ characterization of the chemical states of the L10-MnAl films.
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LEED
Used for in situ characterization of the arrangement of the surface atoms.
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