本项目在超高真空系统中原位制备了稀土元素Eu掺杂的C60、C70薄膜,用光电子能谱研究了电子结构。重点关注了兼具铁磁和庞巨阻效应的Eu6C60和具有铁磁性的Eu9C70。电子能谱数据表明这些材料都是半导体属性(费米能级处没有电子态分布)、Eu与富勒烯之间的电子转移是不完全的、Eu 5d6s态与富勒烯π电子态之间存在强烈杂化、Eu离子在这些材料中的价态为2+。根据所获得的电子结构知识,可以得出Eu6C60和Eu9C70的铁磁机理首先,Eu离子的4f电子与5d6s电子之间的(原子内)交换耦合作用是铁磁性的前提;其次,不同Eu离子的磁矩之间的耦合通过C60(或C70)π电子的媒介实现。π电子可作为交换耦合媒介的物理基础是Eu 5d6s电子与C60(或C70)π电子之间的强烈共价结合。对于Eu6C60的巨磁阻机理,我们只是排除了隧穿磁电阻的可能性,但还不能够提出具体的正确的机理(需要其它实验手段,而不仅是本项目的光电子能谱技术)。
英文主题词Fullerene; photoelectron spectrum; electronic structure; ferromagnetism and giant magnetoresistance