學位論文
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Item 磁性薄膜之表面形貌與磁性行為(2012) 何宗穎本論文主要探討磁性膜薄的表面形貌與磁性行為之間的關係。實驗架構總共可分成三部分:(1)高定向熱解石墨基板系統(2)三氧化二鋁(藍寶石基板)系統(3)矽(111)基板系統。 高定向熱解石墨基板系統中,利用氬離子轟擊基板,造成基板表面形成缺陷,藉由掃描穿隧式電子顯微鏡觀察鈷原子在平坦的高定性熱解石墨基板上的表面形貌,鈷原子成核的尺寸較表面缺陷的高定性熱解石墨基板上來的大,換句話說,鈷原子成核分佈在表面缺陷的基板上的密度較高。由歐傑電子能譜儀的分析結果可以間接顯示出基板的表面缺陷會使鈷原子成核分佈的更均勻。在磁性方面,利用平行與垂直方向的磁光科爾效應來觀察兩種不同基板的磁性行為。在平坦的基板,鈷薄膜的易軸為平行磁化方向;特別的是,在表面缺陷的基板,鈷薄膜在水平與垂直方向皆可量測到柯爾訊號。經過測試發現易軸為斜向的磁化方向,在厚度達到60ML時仍可以測得。 三氧化二鋁(0001)系統中,利用斜角鍍磁性薄膜(鐵)的方式,造成單軸的磁異向能產生,藉由掃描穿隧式電子顯微鏡觀察在鍍膜角度為0°時,表層鈀原子成核形狀具有三重對稱性;在鍍膜角度為45°與65°時,鈀表面由數奈米大小的顆粒組成。在磁性方面,鍍膜角度為0°時,各個方向角(∅)所量測到的磁滯曲線都是呈現方形的形狀;在鍍膜角度為45°與65°時,產生單軸的磁異向性,易軸方向:沿著方位角∅=0°;難軸方向:沿著方位角∅=90°。 矽(111)基板系統中,我們再一次做了斜角鍍磁性薄膜的實驗,結果與在藍寶石基板中的結果相符。透過改變不同的合金介面層材料(鐵、鎳、鈀),可以觀察到不同的磁性行為,鐵薄膜在鐵-矽合金介面上的矯頑磁力(Hc=130 Oe)大於在鈀-矽合金介面(Hc=50 Oe)與鐵/矽(111)(Hc=50 Oe)。Item 高定向性熱解石墨表面缺陷誘發鈷及鐵薄膜斜向磁化行為(2011) 黃雅筠; Ya-Yun Huang本論文利用氬離子濺射高定向性熱解石墨基板,探討基板表面缺陷對鈷薄膜的成長與磁性的影響。利用掃描式穿隧顯微鏡觀察鈷原子在較平坦基板上小區域的表面形貌,鈷原子有向台階邊緣聚集、生成薄膜的傾向,而鈷薄膜的厚度隨著距臺階邊緣的距離減少而增加。歐傑電子能譜儀定量分析的結果,間接顯示出基板的缺陷會使鈷原子在平台上更均勻的成核、形成較均勻分佈的鈷顆粒薄膜。在磁性方面,我們利用垂直以及平行方向的磁光科爾效應來觀察缺陷對其的影響。在較平整的基板表面,鈷薄膜的易軸為平行磁化方向;然而,基板缺陷上生成的鈷薄膜在垂直及平行方向皆可測得柯爾訊號。經測試發現這個易軸為斜向的磁化方向,在厚度達到60 ML時仍可測得。代表基板表面的缺陷不只影響介面附近的成核行為,更影響之後薄膜成長的行為。為了更進一步探討,我們將鍍源換成鐵,觀察基板表面缺陷對鐵薄膜的磁性影響。在較平整的基板表面,鐵薄膜的易軸為平行磁化方向;基板缺陷上生成的鐵薄膜易軸方向呈現斜向磁化行為,其矯頑場有隨著鐵薄膜厚度增加而增加的趨勢。但鐵薄膜厚度為26 ML時,磁化方向會倒下、躺在平行磁化方向。基板表面缺陷除了誘發斜向磁化行為的發生之外,也影響了測得磁滯曲線的初始厚度。其生成的鈷及鐵薄膜所測得具磁性的初始厚度皆較平整的基板表面的薄。