學位論文

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Subject: search.filters.subject.自旋軌道轉矩

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    鎳鐵合金/釓雙層結構之自旋轉矩鐵磁共振
    (2023) 陳可桀; Chen, Ke-Jie
    稀土金屬釓(Gadolinium, Gd)的目前被認為具有強自旋軌道耦合(Spin orbital coupling, SOC)是具有自旋流(Spin current)現象的材料，且在低 於室溫的居里溫度，會從順磁性轉變到鐵磁性。因此本研究利用電子束蒸 鍍製作了鎳鐵合金(Ni80Fe20, Permalloy, Py)及釓(Gadolinium, Gd)雙層 結構，並觀測自旋轉矩鐵磁共振(Spin-torque ferromagnetic resonance, ST- FMR)現象來探討自旋流造成的自旋軌道轉矩(Spin orbit torque, SOT)貢 獻，最終透過分析找出代表 Gd 自旋-電荷的轉換效率(Spin-charge conversion efficiency)的自旋霍爾角(Spin Hall angle, 𝜃SH)。接著也將此雙層結構在低溫中進行變溫 ST-FMR 測量，並藉由分析飽 和磁化強度(Saturationmagnetization, 𝑀S)及𝜃SH探討低溫下對於溫度的依 賴性並觀察在 Gd 臨界溫度下的磁性相變的影響。此外在 80K 以下 ST-FMR 數據出現一些變化，對於 SOT 及𝜃SH有顯著的影響，我們認為在 ST-FMR 的訊號中有可能混入了不同的貢獻，並在低於 80K 時急遽的增強。
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    在雙層材料鉑/鎳鐵合金中的自旋轉矩-鐵磁共振
    (2021) 張祐誠; Chang, You-Cheng
    此實驗研究了鐵磁性材料 (ferromagnetic materials) 的自旋電子學，主要探討自旋軌道轉矩 (spin orbit torque, SOT) 的貢獻，在樣品的選擇上我們選用了鎳鐵合金 (permalloy, Py, Ni_80 Fe_20) 及鉑 (platinum, Pt) 的雙層薄膜材料。在此研究我們所探討的磁性薄膜材料，是指能對外加磁場做出反應，並且厚度為小於1 μm 的鐵磁性材料，透過輸出微波訊號給鐵磁性薄膜材料層，量測材料上的自旋轉矩-鐵磁共振 (spin torque-ferromagnetic resonance, ST-FMR)，並對此量測數據進行數據擬合分析。我們選用了共平面波導 (coplanar waveguide, CPW) 的樣品結構，來量測鐵磁共振 (ferromagnetic resonance, FMR) 的現象，透過 Py 材料內部的各異向性磁阻 (anisotropic magnetoresistance, AMR)，產生直流電壓訊號 (DC voltage signal)，量測此訊號造成的ST-FMR，透過數據分析計算材料的自旋流和自旋霍爾角 (spin Hall angle)，並且將樣品降溫至40 K進行測量。