Fe-Mg MULTILAYERED FILMS WITH ARTIFICIAL SUPERSTRUCTURE

Résumé
Des films multicouches à surstructure artificielle ont été préparés par dépôt alternatif de Fe et de Mg sous ultra-vide. Bien que le Fe et le Mg soient insolubles même à l'état liquide (appelé système à deux corps fondus), néanmoins des super-réseaux artificiels à périodicité très faible ont été réalisés. L'existence de la surstructure est confirmée par diffraction des rayons X. Un exemple de spectre des rayons X est montré sur la figure ci-dessous. Les réflexions d'ordre supérieur sont l'indication de la modulation de composition en créneaux carrés. Les propriétés magnétiques ont été étudiées par spectroscopie Mössbauer. Lorsque l'épaisseur de la couche de Fe est inférieure à 10 Å, aucun champ hyperfin n'a été observé à 300K. Il semble que la magnétisation est instable dans l'espace à cause de l'agitation thermique. A 4,2K, un spectre à six pics a été observé et tous les atomes de Fe, y compris ceux qui sont en sites d'interface, possèdent un moment magnétique local. La réalisation de super-réseaux artificiels à partir de matériaux aussi différents que le Fe et le Mg suggère que la technique de fabrication des films multicouches est une méthode très prometteuse pour réaliser des matériaux nouveaux n'existant pas dans les états d'équilibre thermique.

Abstract
By alternate deposition of Fe and Mg in ultra high vacuum atmosphere, multilayered films with artificial superstructure were prepared. Fe and Mg are insoluble even in the liquid states (so-called two melt system), nevertheless, artificial superlattices with very short periodicity were established. The superstructure is confirmed by X-ray diffraction. An example of the X-ray pattern is shown below. The higher order reflections indicate the compositional modulation of a square wave mode. Magnetic properties were studied by means of Mössbauer spectroscopy. When the Fe layer thickness is less than 10 Å, no hyperfine field was observed at 300K. It seems the magnetization is spatially unstable due to a thermal agitation. At 4.2K, a six-line pattern was observed and all the Fe atoms, including those at the interface sites, have local magnetic moments. The success to compose artificial superlattices in such a dissimilar combination as Fe and Mg suggests that the multilayering technique is a very promising method to produce new materials which can not exist in the thermal equilibrium states.