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Photoemission spinpolarisierter Elektronen aus nichtkristallinen magnetischen Festkörpern

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Physik der kondensierten Materie

Abstract

Metastable thin films of EuS, EuSe and EuTe, GdP, GdAs and GdSb have been deposited by e-gun evaporation onto a substrate at liquid He temperature. The drastic changes of the magnetic interactions induced by the structural disorder have been investigated by means of the measurement of the electron spin polarization (ESP) of the photoemitted electrons. We observe that recrystallisation of the films is achieved in the range 20–160°K and that the changes in the magneto-photoelectric properties are related to the degree of ionicity of the chemical bonding. The polarization of photoelectrons emitted up to 0.9 eV below the Fermi level from metastable Co is positive. The relative decrease of the ESP on disordering is proportional to the decrease of the magnetic moment/atom. The same is true for Fe and Ni. The negative ESP predicted by the Hartree-Fock calculations on the basis of the non-direct model for the optical transitions was not detected.

Zusammenfassung

Metastabile Schichten von EuS, EuSe, EuTe, GdP, GdAs und GdSb entstehen durch Kondensation des Dampfes auf ein mit flüssigem Helium gekühltes Substrat. Die Messung der Spinpolarisation der Photoelektronen ergibt die zum Teil sehr drastischen Änderungen der magnetischen Kopplungen beim Übergang zur metastabilen Phase; das antiferromagnetische GdP wird z.B. ein Paramagnet. Die höchste bisher beobachtete Änderung der photoelektrischen Schwelle von 0.8 eV tritt beim EuS auf. Die Schichten rekristallisieren im Bereich 20–160°K. Die Änderungen der magnetischen und photoelektrischen Eigenschaften hängen mit dem Grad der Ionizität der chemischen Bindung zusammen.

Photoelektronen aus reinen metastabilen Co-Schichten weisen eine positive Spinpolarisation auf für eine Anregungstiefe von bis zu 0,9 eV unterhalb der Fermigrenzenergie. Die relative Abnahme der Spinpolarisation im ungeordneten Zustand ist sowohl bei Co als auch bei Fe und Ni der Änderung des magnetischen Momentes pro Atom proportional. Die von der Hartree-Fock-Theorie zusammen mit Einelektronenprozessen postulierte negative Spinpolarisation wird nicht beobachtet.

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Authors and Affiliations

  1. Laboratorium für Festkörperphysik, Eidg. Technische Hochschule, Hönggerberg, CH-8049, Zürich, Schweiz

    M. Campagna & H. C. Siegmann

Authors
  1. M. Campagna
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  2. H. C. Siegmann
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Campagna, M., Siegmann, H.C. Photoemission spinpolarisierter Elektronen aus nichtkristallinen magnetischen Festkörpern. Phys kondens Materie 15, 247–283 (1973). https://doi.org/10.1007/BF02422496

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