學位論文
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Item 鐵磁性材料與二維材料之異質結構分析： 結構，磁性和特性操控(2023) 廖澤銘; Liu, Chak-Ming在二維材料體系中，獨特的特性和穩定的單層對稱結構具有發展令人興奮的物理的巨大潛力。此研究專注於製造 2D/2D 或 2D/鐵磁材料所組合的異質結構，並分析各種測量結果以研究幾個關鍵因素，包括擴散和插層現象、界面交互作用、以及涉及電子注入的化學吸附和物理吸附過程。在石墨烯(Gr)/CoPd系統中，Gr的覆蓋可以保護 CoPd 層免受氧化和層間擴散。如果沒有Gr，當暴露在大氣環境中 64 天時，表面粗糙度會增加，克爾強度百分比會降低。這表明未受保護的 CoPd 層隨著時間氧化和克爾強度退化。另一方面，當Gr存在時，形態和克爾強度保持穩定，保持CoPd的初始狀態。Gr充當保護屏障，防止氧氣和其他可能導致 CoPd 層氧化和降解的物質擴散。高溫成長的CoPd在 MoS2 上的沉積方法產生了均勻且平坦的二維層，如AFM 圖像中所觀察到的。CoPd 層的形態顯著影響 MAE，其中 CoPd/MoS2 的不同方位角方向表現出不同的磁異向能(MAE)。克爾圖像和磁滯迴線測量表明，改變 CoPd 層中 Co 和 Pd 的百分比組成（例如 Co 50%和35%）會導致 MoS2 的不同方位角方向都有其獨立的 MAE。 這表明MoS2的磁性能和優選磁化方向可以通過設計CoPd層的成分來控制。採用接觸力AFM技術可以去除PMMA殘留物，減小層間距離，剝離Gr層。通過施加110 nN的接觸力，樣品的粗糙度降低，並且可以觀察到Gr層中的皺紋。然而，由於剝離過程中引入缺陷，樣品的 PL 強度也會降低。當接觸力增加到 220 nN 以上時，結構損傷變得更加明顯，從輕微且不連續的薄片到 Gr 層完全剝落，使 MoS2 表面暴露。接觸力的作用對於確定剝落程度和最終的表面形態至關重要。此外，我們亦探討了在 Pt 尖端上施加正偏壓或負偏壓以及摩擦 Gr/MoS2 表面的影響，導致異質結構發生物理和化學變化，稱為掃描探針蝕刻。 該過程可以誘導MoS2從2H到1T相的相變或導致Mo-O鍵的形成。除了機械磨損之外，樣品和鉑尖端之間的水橋中還會發生電化學反應。產生的內部電場可以促進水分子的分離並誘導HER或OER。 這會導致 MoS2 結構的扭曲或氧鍵的形成。SPL處理後，D和G拉曼峰強度的比值（I(D)/I(G)）和I(G)/I(2D)比值可以洞察Gr結構的變化，包括空位濃度、結構連續性和晶格應變。MoS2 的 PL 特性表現出半導體行為改變。透過以上多個二維異質結構的研究，更多的功能性及操控有機會應用在未來的二維元件之中。