The introduction of a two-dimensional oxide layer at the interface between an organic semiconductor and a ferromagnetic metal (spinterface) can help in tailoring the formation of spin-polarized hybridized interface states. Here, we consider the case of a Cr4O5 monolayer at the C60/Fe(001) interface, which is already known to feature the occurrence of spin-polarized states in the fullerene molecules. In this work, we employ scanning tunneling microscopy/spectroscopy and photoemission spectroscopy to show that the C60/Cr4O5/Fe(001) spinterface is characterized by the formation of a well-ordered fullerene monolayer and of strongly hybridized interface states. These experimental results are discussed in terms of state-of-the-art ab initio calculations of the structural, electronic, and magnetic properties at the interface.

1.
S.
Sanvito
,
Chem. Soc. Rev.
40
,
3336
(
2011
).
2.
V. A.
Dediu
,
L. E.
Hueso
,
I.
Bergenti
, and
C.
Taliani
,
Nat. Mater.
8
,
707
(
2009
).
3.
G.
Szulczewski
,
S.
Sanvito
, and
G.
Coey
,
Nat. Mater.
8
,
693
(
2009
).
4.
M.
Cinchetti
,
V. A.
Dediu
, and
L. E.
Hueso
,
Nat. Mater.
16
,
507
(
2017
).
5.
C.
Barraud
,
P.
Seneor
,
R.
Mattana
,
S.
Fusil
,
K.
Bouzehouane
,
C.
Deranlot
,
P.
Graziosi
,
L.
Hueso
,
I.
Bergenti
,
V.
Dediu
,
F.
Petroff
, and
A.
Fert
,
Nat. Phys.
6
,
615
(
2010
).
6.
M.
Bibes
,
J. E.
Villegas
, and
A.
Barthélémy
,
Adv. Phys.
60
,
5
(
2011
).
7.
G.
Szulczewski
,
H.
Tokuc
,
K.
Oguz
, and
J. M. D.
Coey
,
Appl. Phys. Lett.
95
,
202506
(
2009
).
8.
A.
Picone
,
D.
Giannotti
,
M.
Riva
,
A.
Calloni
,
G.
Bussetti
,
G.
Berti
,
L.
Duò
,
F.
Ciccacci
,
M.
Finazzi
, and
A.
Brambilla
,
ACS Appl. Mater. Interfaces
8
,
26418
(
2016
).
9.
R.
Bertacco
and
F.
Ciccacci
,
Phys. Rev. B
59
,
4207
(
1999
).
10.
F.
Donati
,
P.
Sessi
,
S.
Achilli
,
A.
Li Bassi
,
M.
Passoni
,
C. S.
Casari
,
C. E.
Bottani
,
A.
Brambilla
,
A.
Picone
,
M.
Finazzi
,
L.
Duò
,
M. I.
Trioni
, and
F.
Ciccacci
,
Phys. Rev. B
79
,
195430
(
2009
).
11.
A.
Picone
,
G.
Fratesi
,
A.
Brambilla
,
P.
Sessi
,
F.
Donati
,
S.
Achilli
,
L.
Maini
,
M. I.
Trioni
,
C. S.
Casari
,
M.
Passoni
,
A.
Li Bassi
,
M.
Finazzi
,
L.
Duò
, and
F.
Ciccacci
,
Phys. Rev. B
81
,
115450
(
2010
).
12.
A.
Brambilla
,
A.
Picone
,
D.
Giannotti
,
A.
Calloni
,
G.
Berti
,
G.
Bussetti
,
S.
Achilli
,
G.
Fratesi
,
M. I.
Trioni
,
G.
Vinai
,
P.
Torelli
,
G.
Panaccione
,
L.
Duò
,
M.
Finazzi
, and
F.
Ciccacci
,
Nano Lett.
17
,
7440
(
2017
).
13.
A.
Picone
,
A.
Brambilla
,
A.
Calloni
,
L.
Duò
,
M.
Finazzi
, and
F.
Ciccacci
,
Phys. Rev. B
83
,
235402
(
2011
).
14.
A.
Picone
,
G.
Fratesi
,
M.
Riva
,
G.
Bussetti
,
A.
Calloni
,
A.
Brambilla
,
M.
Trioni
,
L.
Duò
,
F.
Ciccacci
, and
M.
Finazzi
,
Phys. Rev. B
87
,
085403
(
2013
).
15.
A.
Brambilla
,
G.
Berti
,
A.
Calloni
,
A.
Picone
,
M.
Riva
,
G.
Bussetti
,
S.
Nappini
,
E.
Magnano
,
M.
Finazzi
,
L.
Duò
, and
F.
Ciccacci
,
J. Appl. Phys.
114
,
123905
(
2013
).
16.
A.
Calloni
,
G.
Fratesi
,
S.
Achilli
,
G.
Berti
,
G.
Bussetti
,
A.
Picone
,
A.
Brambilla
,
P.
Folegati
,
F.
Ciccacci
, and
L.
Duò
,
Phys. Rev. B
96
,
085427
(
2017
).
17.
G.
Berti
,
A.
Calloni
,
A.
Brambilla
,
G.
Bussetti
,
L.
Duò
, and
F.
Ciccacci
,
Rev. Sci. Instrum.
85
,
073901
(
2014
).
18.
T.
Thonhauser
,
S.
Zuluaga
,
C. A.
Arter
,
K.
Berland
,
E.
Schröder
, and
P.
Hyldgaard
,
Phys. Rev. Lett.
115
,
136402
(
2015
).
19.
V. R.
Cooper
,
Phys. Rev. B
81
,
161104(R)
(
2010
).
20.
D.
Vanderbilt
,
Phys. Rev. B
41
,
7892
(
1990
).
21.
P.
Giannozzi
,
S.
Baroni
,
N.
Bonini
,
M.
Calandra
,
R.
Car
,
C.
Cavazzoni
,
D.
Ceresoli
,
G. L.
Chiarotti
,
M.
Cococcioni
,
I.
Dabo
,
A. D.
Corso
,
S.
de Gironcoli
,
S.
Fabris
,
G.
Fratesi
,
R.
Gebauer
,
U.
Gerstmann
,
C.
Gougoussis
,
A.
Kokalj
,
M.
Lazzeri
,
L.
Martin-Samos
,
N.
Marzari
,
F.
Mauri
,
R.
Mazzarello
,
S.
Paolini
,
A.
Pasquarello
,
L.
Paulatto
,
C.
Sbraccia
,
S.
Scandolo
,
G.
Sclauzero
,
A. P.
Seitsonen
,
A.
Smogunov
,
P.
Umari
, and
R. M.
Wentzcovitch
,
J. Phys. Condens. Matter
21
,
395502
(
2009
).
22.
H. J.
Monkhorst
and
J. D.
Pack
,
Phys. Rev. B
13
,
5188
(
1976
).
23.
T.
Sakurai
,
X.-D.
Wang
,
Q.
Xue
,
Y.
Hasegawa
,
T.
Hashizume
, and
H.
Shinohara
,
Prog. Surf. Sci.
51
,
263
(
1996
).
You do not currently have access to this content.