簡易檢索 / 詳目顯示

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
相關次數: 點閱:195下載:8
分享至:
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報

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

[1]H. Le Gall,R. Sbiaa and S. Pogossian,"Present and future of magneto-optical recording materials and technology ", Journal of Alloys and Compounds 275-277 (1998), pp. 677.
[2]黃得瑞,"光碟記錄媒體的發展介紹",材料會訊,第6卷,第3期(1999), p.6.
[3]謝漢萍,"光碟記錄的發展及前瞻",材料會訊,第6卷,第3期(1999), p.16
[4]Herman J. Borg and Roel van Woudenberg, "Trends in optical recording", Journal of Magnetism and Magnetic Materials 193(1999), p. 519.
[5] H. Awano,S. Ohnuki,H. Shirai and A. Ohta,"Magnetic domain expansion readout for amplification of an ultra high density magneto-optical recording signal", Applied Physics Letters,Vol. 69,No. 27(1996),p. 4257.
[6] D. Lambeth, in: G.C. Gadjipanayis (Ed.), Magnetic Hysteresis in Novel Magnetic Materials, NATO ASI Series E 338, 767 (1997)
[7] Rugian Wu, Chun Li and A. J. Freeman, J. Magn. Magn. Mater. 99,71 (1991)
[8] P. F. Caraia, J. Appl. Phys. 63, 5066 (1988)
[9] W. B. Zeper, F. J. A. M. Greidanus, P. F. Carcia and C. R. Fincher, J. Appl. Phys., 65, 4971 (1989)
[10] Sang-Koog Kim, Vladimir A. Chernov, Yang-Mo Koo, J. Magn. Magn. Mater. 170, L7 (1997)
[11] Allenspach, R., Stampanoni, M. and Bischof, A., Phys. Rev. Lett., 65, 3344(1990)
[12] C. Chappert and P. Bruno, J. Appl. Phys. 64 (10), 5736 (1988)
[13] A. Kirilyuk, J. Ferré, V. Grolier, J. P. Jamet., D. Renard, J. Magn. Magn. Mater. 171, 45 (1997)
[14] N. C. Koon and B. T. Jonker, Phys. Rev. Lett., 59, 2463 (1987)
[15] W. L. O’Brien and B. P. Tonner, Serface Science, 334, 10 (1995)
[16] M. T. Kief, W. F. Egelhoff, Phys.Rev. B47, 10785 (1993).
[17] M. T. Lin, J. Shen, W. Kuch, H. Jenniches, M. Klaua, C. M. Schneider, and J. Kirschner, Phys. Rev. B55, 5886 (1997).
[18] B. Feldmann, B. Schirmer, A. Sokoll, and M. Wuttig, Phys. Rev. B57, 1014(1998).
[19] D. Spisak, J. Hafner, J. Magn. Magn. Mater, 272-276, 1884 (2004).
[20] W. L. O’Brien and B. P. Tonner, Phys. Rev. B52, 21 (1995).
[21] L. Argile and G.E. Rhead, Surf. Sci. Rep. 10, 277 (1989)
[22] E. Bauer, Appl. Surf. Sci. 11/12, 479 (1982)
[23] B. Dodson, Phys. Rev. B, 36, 6288 (1987)
[24] R. Shimizu, Jap. J. Appl. Phys., 22, 1631 (1983)
[25] S. D. Bader, J. Magn. Magn. Mater. 100, 440 (1991)
[26] E. T. Kulatov, Yu. A. Uspenskii, S. V. Halilov, J. Magn. Magn. Mater., 163, 331 (1996)
[27] R. Lawerence Comstock, “Introduction to Magnetism and magnetic Recording” (1999)
[28] Ching-Ray Chang and D. R. Fredkin, J. Appl. Physw., 63, 3435 (1988)
[29] J. A. C Bland, B. Heinrich(Eds), “Ultrathin Magnetic Structures Ⅰ”, 66-68 (1994)
[30] H. J. G. Draaisma, W. J. M. de Jonge, J. Appl. Phys. 64, 3610 (1988)
[31] L. Nèel, J. de Phys. Et le Rad. 15 (1954) 225
[32] J.H. Van Vleck, Phys. Rev. B 52 (1937) 1178
[33] B. Heinrich and J. A. C. Bland “Ultrathin Magnetic structures Ⅰ” Ch2
[34] G. Etrl, J. Küppers, “Low Energy Electrons and Surface Chemistry” (1985)
[35] D. Chattarji, “The Theory of Auger Transitions”, London: Academic Press (1976)
[36] D. L. Walters and C. P. Bhalla, Phys. Rev, A3, 1919 (1971)
[37] D. Briggs and M. P. Seah, “Practical Surface Analysis 2nd “ (1990)
[38] M. P. Seah, J. Vac. Sci. Technol., 17, 16 (1980)
[39] Lawerence E. Davis, Noel C. MacDonald, Paul W. Palmberg, Gerald E. Riach and Roland E. Weber, “Handbook of Auger Electron Spectroscopy”, (1978)
[40]C. J. Lin, G. L. Gorman, C. H. Lee, R.F.C. Farrow, E.E. Marinero, H. V. Do, H. Notarys, and C. J. Chien, J. Magn. Magn. Mater. 93, 194 (1991).
[41]國立台灣師範大學物理研究所碩士論文,何慧瑩 (1999)
[42]國立台灣師範大學物理研究所碩士論文,陳福全 (2001)
[43]國立台灣師範大學物理研究所碩士論文,黃譯蓁 (2005)
[44]國立台灣師範大學物理研究所碩士論文,林元祥 (2005)
[45]國立台灣師範大學物理研究所博士論文,蘇炯武 (2003)
[46]國立台灣師範大學物理研究所碩士論文,曾健家 (2005)
[47]國立台灣師範大學物理研究所碩士論文,游勝凱 (2006)
[48] Charles Kittel, “Introduction to Solid State Physics” (1991)
[49]盧治權,儀器總覽—表面分析儀器,50 (1998)
[50] Z. Q. Qiu, J. Pearson and S.D. Bader, Phys. Rev. B. 45, 7211 (1992)
[51] J. S. Tsay and C. S. Shern, Surf. Sci. 396, 131 (1998)
[52]Y. J. Chen, H. Y. Ho, C. C. Tseng and C. S. Shern, Surf. Sci. (2007), doi: 10.1016/j.scuc.2007.04.121
[53] Wookje Kim, J. H. Choi, T. –U. Nahm, S. H. Song, and S. –J,Oh, Journal of the Korean Physical Society, 44, 722 (2004).
[54]國立台灣成功大學物理研究所碩士論文,劉怡君(2005)
[55]Dmitri I. Jerdev, and Bruce E. Koel, Surf. Sci. Lett., 513, L391(2002).
[56]M T Johnson, P J H Bloemen, F J A den Broeder and J J de Vries, Rep. Prog. Phys. 59(1996) 14090 458. Printed in the UK.
[57]C. W. Su and C. S. Shern, Joernal of Magnetism and Magnetic Materials 303(2006) e234-e237.
[58]C. Quirs, S. M. Valvidares, O. Robach and S. Ferrer, J. Phys.:Condens. Matter 17 (2005) 5551-5561.
[59] F. D’Orazio, F. Lucari, G. Gubbiotti and M. De Crescenzi, J. Magn. Magn. Mater. 198-199, 369 (1999)
[60] Tao Pan, Geoffrey W. D. Spratt, Li Tang, Li-Lien Lee and Yongchang Feng, J. Appl. Phys. 81, 3952 (1997)
[61] M Seddaat, M Tessier, R Krishnan, H Lassri, S Visnovsky, S K Kulkarni and M Vedpathak, J. Phys. D:Appl. Phys. 33, 1662 (2000).
[62] Sang-Koog Kim, Jong-Ryul Jeong, J. B. Kortright and Sung-Chul Shin, Phys. Rev. B 64, 052406 (2001).
[63]國立台灣師範大學物理研究所碩士論文,陳信良 (1997)
[64]張喣, 李學養, 磁性物理學, Ch5 (1982).
[65]M. Carbucicchio, M. Ghidini, M. Rateo and M. Solzi, Journal of Magnetism and Magnetic Materials 290-291 (2005) 175-178.
[66]國立台灣師範大學物理研究所碩士論文,許宏彰 (2007)
[67] T. –U. Nahm, Wookje Kim and S. –J,Oh, Journal of the Korean Physical Society, 46, S125~S129 (2005).

QR CODE