Magnetic and magneto-optical properties of ultrathin films of iron epitaxied on iridium (001)

Abstract

We have theoretically studied the structural, magnetic, and magneto-optical behaviours of Fe ultra-thin films pseudomorphically epitaxied on semi-infinite Ir(001). The magnetic film crystallizes in the body-centered tetragonal (bct) structure with a tetragonality ratio 1.21. The new crystalline structure of iron in the magnetic film enhances the magnetic properties and a correlation between the interlayer spacing and the magnetic moment is found. The calculation of the magnetic properties shows a ferromagnetic interlayer coupling. The polar magneto-optical Kerr effect (P-MOKE) spectra are calculated over a photon energy range extended to 10 eV. The microscopic origin of the most interesting features is explained from interband transitions in various regions of the Brillouin zone. PACS Nos.: 78.20.Bh, 78.20.Ls Résumé : Nous avons fait une étude théorique des comportements magnétiques et magnéto-optiques de films ultra minces de Fe créés par dépôt épitaxial pseudomorphique sur un substrat semi-infini de Ir(001). Le film magnétique cristallise selon une structure tétragonale centrée (bct) avec un rapport de tétragonalité égal à 1.21. La nouvelle structure du Fe dans le film magnétique augmente les propriétés magnétiques et nous avons trouvé une corrélation entre la distance séparant les couches et le moment magnétique. Le calcul des propriétés magnétiques montre un couplage ferromagnétique entre les couches. Les spectres de l'effet Kerr magnéto-optiques (P-MOKE) ont été calculés pour une énergie des photons élargie jusqu'à 10 eV. Nous expliquons l'origine microscopique des phénomènes les plus intéressants à partir des transitions interbandes dans différentes région de la zone de Brillouin.[Traduit par la Rédaction]

Layered structure and related magnetic properties for annealed Fe/Ir(111) ultrathin films

“…Concerning the investigations of iron on iridium substrates, they show brilliant potentials for the applications in electrochemistry and magnetism, and some interesting phenomena can be found in the literature. 11,12,[15][16][17][18][19] For Fe/Ir(100), the antiferromagnetism is stabilized by the decreased Fe-Ir layer spacing. 11 The growth of an Fe ML on Ir(111) is in-plane commensurate while a collinear antiferromagnetic (AFM) state is found to be more favorable than the ferromagnetic state.…”