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研究生：	許智瑜
論文名稱：	紅熒烯/鈷雙層結構在矽(100)上的結構與磁性研究 Investigations of structures and magnetic properties of rubrene/Co bilayers on Si(100)
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：	160
中文關鍵詞：	紅熒烯、鈷、磁光柯爾效應、結構
論文種類：	學術論文
相關次數：	點閱：111 下載：12
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我們利用原子力顯微鏡(AFM)、磁光柯爾效應儀(MOKE)以及與外校合作的X光繞射儀，去探測磁控濺鍍的鈷(cobalt)與蒸鍍的紅熒烯(Rubrene)在矽(Si)(100)基板上的結構與磁性，首先第一部分探討單一種材料Co/Si(100)與Rubrene/Si(100)的磁特性、表面結構以及整體結構，鈷有hcp結構，紅熒烯有網狀結構且在450 K與550 K兩個溫度退火後，結構變差。再來第二部分兩種材料順序不同分成三組，第一組Co/rubrene/Si(100)、第二組中間Rubrene退火Co/Rubrene-550k/Si(100)，以及第三組Rubrene/Co/Si(100)三組，磁特性與結構的不同，以及結構與磁性的相互影響。第一組與第二組矯頑力與表面粗糙度相關，表面粗糙度越大，矯頑力越大。第三組上層紅熒烯薄膜會衰減殘磁與飽和磁化量的強度。最後一部分由於應用元件常以多層膜方式來製作，可以增進由介面效應所引致的特殊磁特性，以及增進各磁性層間的交換耦合作用影響，第三部分分析多層膜(20 nm Rubrene/40 nm Co)7/Si(100)的磁性與結構，每一層鈷的結構再蒸鍍上紅熒烯後都會重新恢復平坦表面，且矯頑力更小。

第一章 緒論    9
第二章 基本原理    11
2-1系統物性介紹    11
2-1-1矽(silicon)    11
2-1-2鈷(cobalt)    13
2-1-3紅熒烯(Rubrene)    15
2-2奈米薄膜製程與沉積原理    21
2-2-1奈米薄膜製程    21
2-2-2 薄膜沉積原理    22
2-3 磁性物質    26
2-3-1磁性物質的分類    26
2-3-2 磁化過程    35
2-4濺鍍    37
2-4-1濺鍍原理    38
2-4-2電漿(Plasma)    38
2-4-3電漿濺鍍(Plasma Sputtering)    39
2-4-4直流DC濺鍍(Planar Diode Sputtering)    40
2-4-5射頻濺鍍(RF Sputtering)    41
2-4-6自生偏壓效應    41
2-4-7磁控濺鍍(Magnetron Sputtering)    42
2-4-8其他改良型濺鍍槍    43
第三章 儀器設備與工作原理    44
3-1超高真空系統    44
3-1-1超高真空腔    44
3-1-2抽氣系統    45
3-1-3機械幫浦 (Rotary Pump)    45
3-1-4渦輪分子幫浦    46
3-1-5磁浮軸承    47
3-1-6氣體流量控制器    48
3-1-7壓力量測系統    48
3-1-8蒸鍍系統    49
3-1-9濺鍍系統    49
3-2原子力顯微鏡(Atomic Force Microscope)    50
3-2-1原子力顯微鏡的起源    50
3-2-2原理    51
3-2-3儀器構造    52
3-2-4 原子力顯微鏡的種類    52
3-3掃描穿隧顯微鏡(STM)    53
3-3-1掃描穿隧顯微術起源    53
3-3-2基本原理    54
3-3-3 STM的取像方式    56
3-3-4實驗室所使用的“ easyScan” (STM)    57
3-4 大氣磁光科爾效應儀    59
3-4-1 磁光柯爾效應理論    59
3-4-2 磁光科爾效應儀器裝置    62
3-4-3 磁光柯爾效應儀操作    65
第四章 實驗結果與討論    69
4-1 實驗方法    69
4-1-1 樣品的製備與清潔    69
4-1-2 鈷薄膜表面結構與濺鍍速率    70
4-1-3 紅熒烯的表面結構與蒸鍍速率    83
4-2 鈷薄膜/紅熒烯薄膜/矽基底    93
4-2-1  鈷薄膜/紅熒烯薄膜/矽基底的表面結構與磁性趨勢分析    93
4-2-2 鈷薄膜/紅熒烯薄膜/矽基底的結果討論    108
4-3 鈷薄膜/紅熒烯薄膜-550 K退火/矽基底    111
4-3-1 鈷薄膜/紅熒烯薄膜-550 K退火/矽基底的表面結構與磁性趨勢分析    111
4-3-2 鈷薄膜/紅熒烯薄膜-550 K退火/矽基底的結果討論    129
4-4 紅熒烯薄膜/鈷薄膜/矽基底    133
4-4-1  紅熒烯薄膜/鈷薄膜/矽基底的表面結構與磁性趨勢分析    133
4-4-2  紅熒烯薄膜/鈷薄膜/矽基底的結果討論    147
4-5 (20 nm Rubrene/40 nm Co)7/Si(100)，多層膜    150
第五章 結論    155
參考資料    157

                                

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