學位論文
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Item 鈷鈀合金薄膜於藍寶石基板(0001)在氫化效應下對磁性之影響(2016) 陳昱全; Chen, Yu-Chuan本論文為探討在室溫下，氫氣吸附與脫離的效應對於不同厚度，10nm、20nm、30nm、60nm Co50Pd50/Al2O3(0001)合金薄膜的影響。 首先樣品皆在超高真空下鍍膜完成，接著使用能量分散X-射線光譜分析(EDX)量測樣品的成分比例，並用穿透式電子顯微鏡(TEM)校正樣品的厚度，然後使用柯爾磁光效應(MOKE)在真空以及曝氫的環境下量測樣品的磁性轉變，最後再使用原子力顯微鏡(AFM)與磁力顯微鏡(MFM)觀察樣品表面與磁區分佈。CoPd的合金在吸附氫氣後，對自身的磁性產生了很大的影響，包括磁滯曲線的矯頑場(Hc)、殘磁(Mr)、飽和磁化量(Ms)與光源反射率等，甚至有磁易軸轉向的情況(Spin Reorientation Transition)，原因就在於Pd能夠吸附比自身體積大很多的氫氣進而擠壓到Co的晶格結構或者因電荷轉移改變合金材料的電子結構。在10nm樣品上，曝氫後矯頑場甚至縮小了7倍之多。隨著厚度不同，每片樣品所表現出的磁性轉變也不同，另外在樣品曝氫時，樣品皆表現出去磁的反應，也就是內部磁區因氫氣吸附而被打亂。藉由重複量測柯爾磁光訊號，發現氫氣的吸附與脫附為可逆反應，反應速度快而且具有重複性。Item 鈷鈀合金在氫化效應下導致可逆性長程有序磁排列(2015) 黃瀚元; Huang, Han-Yuan不同比例及厚度下的鈷鈀合金長在藍寶石基板(Al_2 O_3 (0001))上，觀察樣品氫化效應對磁性的影響。 樣品皆在超高真空系統下(〖10〗^(-8) torr)利用熱蒸鍍原理將鈷及鈀兩金屬對鍍形成合金，鍍完成後用歐傑能譜儀(Auger Spectrum)測量其成分比例、用磁光柯爾效應(MOKE)測量氫氣吸附後的磁光特性改變、原子力顯微鏡(AFM)觀測表面結構對於氫氣吸附所改變的磁性行為，接著在低溫下用超導量子干涉震動磁量儀測量磁的特性。 鈀吸附氫氣後會變成氫化鈀，隨著曝的氫氣量愈來愈多，氫化鈀晶格常數從原本的 3.89 Å (α-phase)上升至 4.02 Å(β-phase)。樣品固定Pd的鍍量且Pd比例為33 %時，曝完氫氣後其磁光特性並沒有明顯變化，隨著鈀金屬比例升高至61 % 時，曝完氫氣後，樣品磁滯曲線的矯頑力、殘磁比及光訊號皆會改變。將鈀的比例提升至 76& 及 86 %時，矯頑力上升10倍；磁滯曲線的飽和磁化量及殘磁的比值(squareness = M_r/M_s )也在曝完40 mbar氫氣2-3秒內從10% 上升至100%。這是因為當鈀的比例變高而磁性金屬鈷的比例下降時，合金的磁矩排列從原本的長程無序狀態下，氫化後變成長程有序排列的稀磁性金屬特性。固定Pd比例(61 %)下改變樣品厚度，發現20奈米厚度的樣品，其吸附氫氣後的磁光效應改變比10奈米來的明顯。除此之外，當氫氣被機械幫浦抽出時，樣品會在2~3秒內從β-phase回到α-phase，且該反應是可以被重複的。 用原子力顯微鏡觀察 Co_14 Pd_86 樣品的表面形貌，其表面上有許多直徑約100奈米的團簇，團簇中間充滿著直徑約20奈米的顆粒，這些顆粒除了可以增加樣品接收氫氣的表面積外，還可以形成不同的截面以增加氫氣吸收的效率。