Influence de la structure de la surface sur les propriétés magnétiques du Zn1-x CoxO

La surface de couches minces ferromagnétiques de Zn1-xCoxO (structure wurtzite) a été étudiée en combinant la microscopie à force atomique et techniques de spectroscopie de rayons X. Les chercheurs ont constaté que même dans les couches minces de haute qualité, la formation d'agrégats de Co métallique et de régions riches en Co préservant le même groupe spatiale wurtzite pouvait se produire à la surface de l'échantillon tandis que le volume conserve une distribution aléatoire de Co. En comparant la caractérisation structurale avec la magnétométrie, ils montrent que ces modifications de surface ne sont pas à l'origine des propriétés magnétiques du matériau. Au contraire, le comportement ferromagnétique est augmenté chez l'échantillon caractérisé par une surface présentant moins de défauts.

Figure : (a) Courbe de réflectivité aux rayons X des échantillons A (Co = 6 %, courbe du bas) et B (Co = 4 %, courbe du haut), les cercles indiquant les angles d'incidence rasante auxquels les spectres XANES ont été relevés : plus l'angle est faible, plus la sensibilité de surface obtenue est élevée ; la fraction des atomes de Co inclus dans différentes phases en fonction de la profondeur de l'échantillon est indiquée dans le tableau dans l'encart. (b) Spectres XANES au seuil K du Co enregistrés à différents angles d'incidence autour de l'angle critique, avec les meilleurs ajustements relatifs.