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研究生: 何淙潤
論文名稱: Co/Fe/Pt(111)的磁性研究
指導教授: 沈青嵩
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 物理學系
Department of Physics
論文出版年: 2007
畢業學年度: 95
語文別: 中文
論文頁數: 80
中文關鍵詞: 磁性
英文關鍵詞: Co, Fe, Pt(111), smoke
論文種類: 學術論文
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  • 我們利用表面磁光柯爾效應儀(SMOKE)探測鐵超薄膜在純白金以及鈷超薄膜在鐵與白金所形成的磁性基底上磁性隨著薄膜厚度的變化。
    Fe在Pt(111)上的成長,其磁性和薄膜厚度的關係受外加磁場的大小影響而有所不同,利用小磁場可以測得磁化易軸位於in plane方向,隨層數增加到3 ML也是。1 ML Fe/Pt(111)經退火效應後在室溫測量磁滯訊號,發現只有在Longitudinal方向有值,當退火溫度到600 K~650 K時,有SRT發生,800 K時磁滯曲線消失。低溫成長的1 ML Fe/Pt(111)樣品,有垂直異向性(PMA)現象發生,磁化易軸在out of plane方向上。
    dCo/1 ML Fe/Pt(111)樣品的磁性探測,隨Co原子的層數增加,其L-MOKE在柯爾訊號和矯頑磁場都會有增強的現象,當蓋上1 ML Co時,有增強P-MOKE的柯爾訊號,隨Co原子層數增加到2 ML以上,P-MOKE消失。分別在1~3 ML Fe/Pt(111)樣品上鍍上1 ML Co原子,發現都有P-MOKE及L-MOKE柯爾訊號增強的情況。
    1 ML Co/1 ML Fe/Pt(111)樣品退火處理後,在溫度為400 K上以,原本存在的P-MOKE柯爾訊號消失;溫度在400 K~500 K之間,磁滯曲線沒有明顯的變動,當溫度到達650 K以上,垂直異向性增強,而磁化易軸轉成out of plane,產生SRT現象。
    經由以上鐵,鈷薄膜在不同基底的磁性探討,和實驗室之前的研究統整,希望將來能夠把鐵磁性物質在白金上的磁性與結構變化做個完整的探究。

    1.緒論 …………………………………………………………………….1 2.基本原理 ……………………………………………………………….3 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 ………………………………5 2.2磁性物質 ………………………………………………………6 2.2.1磁性物質的種類 ……………………………………6 2.2.2鐵磁性( ferromagnetism ) ……………………8 2.2.3居里溫度( Curie temperature ) ……………10 2.3磁異向性( magnetic anisotropy ) ……………………11 2.3.1磁異向能( anisotropic energy ) ……………12 2.3.2影響磁異向性的因素 …………………………………14 3.實驗儀器與原理 ………………………………………………………...17 3.1超高真空系統(Ultra-high Vacuum UHV) …………………17 3.1.1真空理論……………………………………………………17 3.1.2超高真空腔與抽氣系統 ……………………………………19 3.1.3樣品清潔與升降溫 …………………………………………23 3.1.4蒸鍍系統 ……………………………………………………24 3.1.5其他系統…………………………………………………...25 3.2 歐傑電子能譜術(Auger Electron Spectroscopy)………26 3.2.1歐傑效應 ……………………………………………………26 3.2.2歐傑電子能譜 ………………………………………………28 3.2.3阻滯電場分析儀 ……………………………………………29 3.2.4歐傑電子能譜術的應用 ……………………………………32 3.3低能量電子繞射儀 ………………………………………………… 39 3.3.1LEED的基本原理 ………………………………………… 39 3.3.2RFA-LEED工作原理 …………………………………………40 3.4表面磁光柯爾效應 ……………………………………………………42 3.4.1磁光柯爾效應…………………………………………………42 3.4.2 SMOKE及測量原理……………………………………………43 3.4.3 SMOKE元件……………………………………………………45 4.實驗結果與討論 ………………………………………………………47 4.1樣品準備 ……………………………………………………………..47 4.2 Co、Ni、Fe/ Pt(111)的磁性現象概略 ……………………48 4.2.1 dFe Fe/ Pt(111)的磁性探測 ………………………49 4.3 1 ML Fe / Pt(111)升溫的磁性探測 ………………………54 4.4 1ML Fe / Pt (111) 低溫的磁性探測 ……………………….59 4.5 dCo Co / 1 ML Fe / Pt (111) 的磁性探測 ………………62 4.6 1 ML Co / dFe Fe / Pt (111)的磁性探測……………… 66 4.7 1 ML Co / 1ML Fe / Pt(111)升溫的磁性探測……………69 5.結論 ………………………………………………………………74 參考資料 ………………………………………………………………………76

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