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研究生：	張琦京 Chang Chi-Ching
論文名稱：	鐵-銀鉑表面合金介面之磁性研究 Investigation of magnetic for Fe ultrathin films on Ag-Pt(111) surface alloy
指導教授：	蔡志申 Tsay, Jyh-Shen
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	物理學系 Department of Physics
論文出版年：	2010
畢業學年度：	98
語文別：	中文
論文頁數：	131
中文關鍵詞：	超高真空、表面合金
論文種類：	學術論文
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利用自製的表面磁光柯爾效應儀(SMOKE)探測銀中介層Fe薄膜成長於1.5 ML Fe/Pt(111)基底以及超鐵薄膜覆蓋於0.5 ML Ag/Pt(111)表面合金基底上之前後表面磁性變化，並藉由歐傑電子能譜術 (AES) 鑑別樣品表面組成成分、計算薄膜厚度，以及低能量繞射電子儀 (LEED) 研究表面結構，利用升降溫系統進行退火效應實驗。
經由在1.4 ML Ag /1.4 ML Fe/Pt(111)上逐漸覆蓋不同厚度的鐵，發現磁化易軸從極向轉變為縱向的現象，知道有自旋轉向相變現象( spin reorientation transition，SRT )。藉由加熱退火效應比較相同的總鐵層數觀察磁性強度的變化，確認包含銀中介層的系統，柯爾訊號跟矯頑場大小皆小於Fe/Pt(111)系統，因此可以推論Ag中介層不利於完整結構的FePt L10合金相形成
在0.5 ML Ag- Pt /Pt(111)表面合金系統上逐漸覆蓋Fe原子，磁滯訊號在低鐵層數磁化易軸為極向，然而在鐵層數超過1.7 ML磁滯訊號轉變為縱向，可以明確知道磁化易軸方向產生變化，從極向( out of plane )轉變為縱向( in plane )，可以確定有自旋轉向相變( SRT )現象。在低鐵層數時Ag- Pt表面合金有助於PMA的作用，Ag- Pt表面合金有機會成為高密度磁光記憶體材料。藉由升溫退火後磁滯曲線比較相同鐵層數探討有無0.5 ML Ag-Pt表面合金磁性的差異，可以確定0.5 ML Ag-Pt表面合金不會不利於FePt L10合金相形成，但會造成柯爾旋轉角有明顯變化但不為線性增加。

Chapter 1 緒論……………………………………………………………………1

Chapter 2 基本原理
2-1 薄膜成長………………………………………………………………………3
     2-1-1 成長模式……………………………………………………………3
     2-1-2 影響薄膜成長的因素………………………………………………4
2-2 鐵磁性物質……………………………………………………………………6
     2-2-1 磁性物質的種類……………………………………………………7
     2-2-2 鐵磁性物質 ………………………………………………………10
     2-2-3 居禮溫度 …………………………………………………………11
     2-2-4 磁異向性 …………………………………………………………12
2-3 表面合金 ……………………………………………………………………19

Chapter 3實驗原理與儀器
3-1  超高真空系統………………………………………………………………23
     3-1-1 需要超高真空的理由 ……………………………………………24
     3-1-2 超高真空腔與抽氣系統 …………………………………………26
     3-1-3 樣品清潔與升降溫系統 …………………………………………29
     3-1-4 蒸鍍系統 …………………………………………………………32
     3-1-5 曝氧系統及氣體管路 ……………………………………………34
     3-1-6 其他系統 …………………………………………………………36
3-2  歐傑電子能譜儀……………………………………………………………37
     3-2-1 歐傑效應 …………………………………………………………37
     3-2-2 歐傑電子能譜 ……………………………………………………40
     3-2-3阻滯電場分析儀……………………………………………………41
     3-2-4歐傑電子能譜術的應用……………………………………………44
3-2  低能量電子繞射儀…………………………………………………………58
     3-3-1 LEED之基本原理 …………………………………………………58
     3-3-2 阻滯電場分析儀( RFA-LEED )工作原理………………………60
3-4  表面磁光柯爾效應…………………………………………………………61
     3-4-1 磁光柯爾效應 ……………………………………………………61
     3-4-2 SMOKE及測量原理 ………………………………………………63
     3-4-3 表面磁光柯爾效應儀的元件 ……………………………………65
     3-4-4 表面磁光柯爾效應儀器的架設流程 ……………………………68
Chapter 4 實驗結果與討論
4-1  樣品準備……………………………………………………………………71
     4-1-1 銀鍍源蒸鍍速率的刻度 …………………………………………72
     4-1-2 鐵鍍源蒸鍍速率的刻度 …………………………………………73
     4-1-3 Fe與Ag在Pt(111)基底上之成長模式 …………………………73
4-2  銀中介層對Fe成長於1.5 ML Fe/Pt(111)基底上磁性之影響………74
     4-2-1 室溫成長X ML Fe/1.4 ML Ag/1.5 ML Fe/Pt(111)系統退火前之磁性探討………………………………………………………………………75
     4-2-2 退火處理對X ML Fe/1.4 ML Ag/1.5 ML Fe/Pt(111)系統 之磁性影響之探討…………………………………………………………………83
     4-2-3比較有無銀中介層的差異…………………………………………88
4-3  Fe成長於0.5 ML Ag/Pt(111)合金基底上磁性之影響………………93
    4-3-1 Fe在0.5 ML Ag/ Pt(111)表面合金基底上之磁性研究………95
    4-3-2 Fe在其他基底上之磁性探討………………………………………98
    4-3-3 升溫退火處理對X ML Fe/ 0.5 ML Ag-Pt/ Pt(111) 系統之磁性影響之探討 …………………………………………………………………111

Chapter 5 結論 ………………………………………………………………120
參考資料 …………………………………………………………………………122
                                

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