學位論文
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Item 利用柯爾磁光效應與磁電阻研究電鍍Co/Cu多層膜(2013) 魏佳瑜; Chia-Yu Wei以電鍍法製備Co/Cu多層膜，並分成四個部分討論基板、初始電鍍電位、緩衝液硼酸以及電鍍時間對Co/Cu多層膜磁性質的影響。主要藉由原子力顯微鏡(AFM)觀察其表面形貌以及粗糙度，柯爾磁光效應(MOKE)所得到的磁滯曲線判斷在外加磁場下磁矩的翻轉情形，以及利用磁阻(MR)變化率和圖形分析影響磁阻的機制並推測其多層膜內部的組成形式。最後一部分由XRD數據分析電鍍Co/Cu多層膜是否具有結構。 本實驗以定電位模式(銅:-0.4V，鈷:-0.9V)，硫酸系電鍍液沉積Co/Cu多層膜。 第一部分：討論基板(ITO/Cu和Si/Cu)以及第一層電鍍層(Co層和Cu層)對磁性質的影響。基板為ITO/Cu的導電層較厚且表面粗糙度比Si/Cu大，使其鍍率較高、MR變化率較低。而第一層電鍍層為Co層的樣品不論層數增加多少，均不影響其磁性質；第一層電鍍層為Cu的樣品隨著層數增加，粗糙度和矯頑場上升，但粗糙度增加至6nm後呈現穩定震盪的趨勢且矯頑場大幅下降，而MR變化主要來自巨磁阻(GMR)效應，隨多層膜層數增加而上升。 第二部分：電鍍液加入硼酸後，樣品表面顆粒明顯變小，對外加磁場的靈敏度增加，飽和磁場與矯頑場大幅下降，MR變化主要由GMRSPM效應貢獻。 第三部分：增加第一層電鍍Cu層的時間，大量消耗電極附近的Cu離子濃度，造成層狀結構不明顯，Cu層不連續，Co偏向以塊材形式生長，矯頑場與MR變化率不隨層數變化。 第四部分：從XRD數據討論電鍍Co單層與Co/Cu多層膜是否具有結構。Co(100)和Cu(100)的訊號峰幾乎重疊造成判斷不易，但可從MOKE量測發現微弱的四重對稱性。若Co層厚度增加，Co傾向排列成hcp的結構。 關鍵字：電鍍、磁阻、磁光效應、多層膜Item 鎳鈀多層膜中的自旋霍爾效應與磁鄰近效應(2015) 高銘儀; Kao, Ming-Yi磁性材料的電阻率會隨著磁場與電流的夾角不同而改變；例如在鐵、鈷、鎳等純元素金屬中，磁場平行於電流方向時其電阻會大於磁場垂直於電流方向的電阻，此效應稱為異向性磁阻(Anisotropy Magnetoresistance, AMR)；當材料是薄膜形式時，在磁場垂直於電流方向部分，又可以分為垂直於膜面(Perpendicular)以及平行於膜面(Transverse)兩種，因為幾何尺寸效應，平行於膜面的電阻率會大於垂直於膜面的電阻率。近幾年的研究中，曾經在釔鐵石榴石(yttrium iron garnet, YIG)上長Pt發現了縱向電阻率與垂直於膜面電阻率大於平行於膜面電阻率( )的現象，與以往的異向性磁阻現象不同。為了解釋這樣的現象，有兩種不同的方式被提出：其一是因為Pt很接近Stoner準則，因此Pt會被誘導出磁性，而Pt層的磁阻貢獻便會產生這樣的現象，稱之為混合式磁阻(Hybrid MR)或是磁鄰近效應磁阻(Proximity MR)，而另一種理論則是認為因為Pt會因為自旋霍爾效應產生自旋流，自旋流會因為磁性層的磁矩方向不同而在介面上穿透或反射，因此影響電阻率，這樣的行為稱為自旋霍爾效應磁阻(Spin Hall Magnetoresistance)。我們實驗室過去發現了在Pt/Ni以及Pd/Ni的多層膜結構中，有 的異常現象，在此研究中確認此現象必須在Ni層夠薄，以及Pd夠厚的情形才會發生，並且此結果跟溫度是相關的；此外將樣品退火過後也發生了異常 的行為，當材料改變為Ta/Ni作為對照組時，行為與傳統異向性磁阻一致；根據數據，這些異常的結果，是同時跟自旋霍爾效應磁阻以及磁鄰近效應磁阻有關的。