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研究生： 周依函
論文名稱： 雙羧基紫精對 Co/Cu(100) 薄膜的磁性影響研究
Effects of dicarboxylated viologens on the magentic properties of Co/Cu(100) films.
指導教授： 蔡志申
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 物理學系
Department of Physics
論文出版年： 2012
畢業學年度： 100
語文別： 中文
論文頁數： 116
中文關鍵詞： 紫精酸 、鈷 、矯頑場 、電位控制磁性表現
論文種類： 學術論文
相關次數： 點閱：90  下載：4 
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    • 本研究利用電鍍的方式成長鈷薄膜於銅(100)，並量測其磁性表現，之後加入紫精酸分子於水溶液中，探測其磁性表現，並改變基底電位做一系列磁性表現之研究。首先，以紫精酸加入鹽酸水溶液中，了解紫精酸吸附於基底銅之情形，發現以負電位方向掃描可以使表面上的紫精酸排列較為一致。再者，研究鈷吸附於銅表面上，發現在銅臺階邊緣容易有鈷的吸附，且較難退吸附；而在銅臺階上較少鈷的吸附，且較易退吸附。嘗試以不同電位電鍍鈷薄膜，發現在-1050毫伏電鍍，形成的鈷薄膜較為平整，量測其磁性其矯頑場較小；以-1150毫伏電鍍鈷，形成的鈷薄膜表面起伏較大，薄膜之矯頑場較大。綜合以上條件，以-1050毫伏電鍍鈷薄膜，再將基底電位至-850毫伏、-800毫伏、-750毫伏、-700毫伏量測磁性，發現隨基底電位改變，薄膜之矯頑場變大，證明在這一簡單的單一磁性薄膜系統之磁性表現，可藉由水溶液中電位之改變來調變。接著，以相同的薄膜，將水溶液中加入紫精酸分子，同樣將基底電位設定為-850毫伏、-800毫伏、-750毫伏、-700毫伏量測其磁性表現，發現隨電位改變薄膜之矯頑場會變大。比較相同層數的鈷薄膜，在相同電位下，水溶液中含紫精酸時的矯頑場較小，表示薄膜與水溶液之介面會影響薄膜磁性的表現。

    中文與英文縮寫對照表 ii 目錄 iii 第一章 緒論 1 第二章 實驗原理與工作條件 3 2-1 電化學原理 3 2-1-1 法拉第電解定律(Faraday's law of electrolysis) 3 2-1-2 電雙荷層( electrical double layer, EDL )概述 4 2-1-3 陰離子特異性吸附(specifically adsorption) 7 2-1-4 電極與電化學反應中的電荷轉移 8 2-1-5能斯特方程 10 2-1-6 循環伏安法 12 2-2 電化學掃描穿隧式顯微鏡原理 15 2-2-1 量子穿隧效應 15 2-2-2 工作模式 18 2-2-3 電化學掃描穿隧式顯微鏡(EC-STM)簡介 18 2-3 磁性理論與磁光柯爾效應原理 20 2-3-1 磁性物質的種類 20 2-3-2 鐵磁性物質的特性 21 2-3-3 磁異向性理論 23 2-3-4 磁光柯爾效應理論( magneto-optical Kerr effect ) 26 2-4物性介紹及薄膜成長理論 30 2-4-1 紫精物性介紹 30 2-4-2 鈷物性介紹 35 2-4-3 薄膜成長理論 36 2-4-4 水溶液/磁性薄膜介面 38 第三章 實驗介紹 41 3-1 電化學實驗設備 41 3-1-1 電化學電鍍槽 41 3-1-2 電化學循環伏安儀 43 3-2 電化學掃描式穿隧顯微鏡(EC-STM)儀器介紹 43 3-2-1電化學掃描式穿隧顯微鏡掃描頭(scanner) 43 3-2-2電化學掃描式穿隧顯微鏡機械構造 44 3-2-3電化學掃描式穿隧顯微鏡架設環境 48 3-2-4電化學掃描式穿隧顯微鏡裝針設備 50 3-3 磁光柯爾效應(EC-MOKE)儀器介紹 52 3-3-1 磁光柯爾效應器材與元件 52 3-3-2 磁光柯爾效應儀器架設 53 3-4 實驗步驟 56 3-4-1實驗用藥品、氣體介紹 56 3-4-2實驗前置作業 56 3-4-3 EC-STM的前置處理以及實驗步驟 57 3-4-4 EC-MOKE的前置處理以及實驗步驟 62 第四章 實驗結果與討論 64 4-1 0.1 mM V-(C5COOH)2 + 1 mM HCl實驗結果與討論 64 4-1-1 Cu(100)在 1 mM HCl 水溶液中之表現 64 4-1-2 Cu(100)在 0.1 mM V-(C5COOH)2 + 1 mM HCl 水溶液中之表現 67 4-1-3 Cu(100)在 0.1 mM V-(C5COOH)2+ 1 mM HCl 水溶液中V-(C5COOH)2在表面的排列方式隨電位改變方式不同的情形 72 4-2 0.1 mM HCl+ 1 mM CoCl2之實驗結果與討論 81 4-2-1 Cu(100)在 1 mM HCl+ 1mM CoCl2 水溶液中之表現 81 4-2-2 1 mM HCl + 1mM CoCl2 水溶液中以不同電位電鍍Co/Cu(100) 之表面型態 87 4-2-3 1 mM HCl + 1mM CoCl2 水溶液中以不同電位電鍍Co/Cu(100) 之磁性表現 91 4-3 Cu(100)在0.1mM V-(C5COOH)2+1 mM HCl+ 1 mM CoCl2實驗結果與討論 96 4-3-1 Cu(100)在0.1mM V-(C5COOH)2+ 1 mM HCl+ 1mM CoCl2 水溶液中循環伏安法之結果 96 4-3-2在 0.1mM V-(C5COOH)2+1 mM HCl+ 1 mM CoCl2水溶液中2.14 ML Co/Cu(100) 之磁性表現 98 4-3-3在 0.1mM V-(C5COOH)2+1 mM HCl+ 1 mM CoCl2水溶液中3.07ML Co/Cu(100) 之磁性表現 102 4-3-4在 0.1mM V-(C5COOH)2+1 mM HCl+ 1 mM CoCl2水溶液中4.06 ML Co/Cu(100) 之磁性表現 106 4-3-5在 0.1mM V-(C5COOH)2+1 mM HCl+ 1 mM CoCl2水溶液中X ML Co/Cu(100) 之磁性表現之比較 110 第五章 結論 112 第六章 參考資料與文獻 114

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