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研究生: 林育樟
論文名稱: 銥錳/鎳鐵磊晶合金薄膜之序化結構與交換偏移場之研究
指導教授: 李志浩
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 原子科學院 - 工程與系統科學系
Department of Engineering and System Science
論文出版年: 2004
畢業學年度: 92
語文別: 中文
論文頁數: 107
中文關鍵詞: 交換偏移場序化合金薄膜銥錳鎳鐵磊晶
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  • 在需要高序化溫度的交換偏移場系統中,序化的Ir(x)Mn(100-x)薄膜不曾被發現過。然而,我們卻發現了Ir(x)Mn(100-x)合金薄膜的序化結構 (X=19, 24, 26, 33)可以在較低的退火溫度(300度C)產生。除此之外,Ir(x)Mn(100-x)的序化程度與交換偏移場之間有密切的關連,所以徹底瞭解Ir(x)Mn(100-x)的序化程度是非常重要的。
    在本實驗當中,我們使用X-ray diffraction,X-ray Reflectivity,X-ray fluorescence,Magneto-Optical Kerr Effect,以及X-ray absorption spectroscopy來分析樣品,從樣品的成分比例、序化參數、界面粗糙度、反鐵磁層厚度、配位數、以及原子價數的探測,進一步瞭解序化程度與交換偏移場之間的關連。所有實驗都在National Synchrotron Radiation Research Center (NSRRC)完成。
    經由序化參數量測,確定IrMn序化合金為L12序化結構。推測
    IrMn合金形成序化結構是源自於MBE的成長方式。另外也由於IrMn的合金薄膜相對塊材薄,因此造成序化溫度下降,而易使IrMn合金薄膜產生序化相。我們發現序化程度越高,交換偏移場也越大。在本系統中,”反鐵磁層厚度”及”鐵磁反鐵磁間界面間粗糙度”並非影響交換偏移場的重要因素,而晶體結構才是關鍵。


    摘要 在需要高序化溫度的交換偏移場系統中,序化的IrxMn100-x薄膜不曾被發現過。然而,我們卻發現了IrxMn100-x合金薄膜的序化結構 (X=19, 24, 26, 33)可以在較低的退火溫度(300oC)產生。除此之外,IrxMn100-x的序化程度與交換偏移場之間有密切的關連,所以徹底瞭解IrxMn100-x的序化程度是非常重要的。 在本實驗當中,我們使用X-ray diffraction,X-ray Reflectivity,X-ray fluorescence,Magneto-Optical Kerr Effect,以及X-ray absorption spectroscopy來分析樣品,從樣品的成分比例、序化參數、界面粗糙度、反鐵磁層厚度、配位數、以及原子價數的探測,進一步瞭解序化程度與交換偏移場之間的關連。所有實驗都在National Synchrotron Radiation Research Center (NSRRC)完成。 經由序化參數量測,確定IrMn序化合金為L12序化結構。推測 IrMn合金形成序化結構是源自於MBE的成長方式。另外也由於IrMn的合金薄膜相對塊材薄,因此造成序化溫度下降,而易使IrMn合金薄膜產生序化相。我們發現序化程度越高,交換偏移場也越大。在本系統中,”反鐵磁層厚度”及”鐵磁反鐵磁間界面間粗糙度”並非影響交換偏移場的重要因素,而晶體結構才是關鍵。 目錄 第一章 前言及文獻回顧 1-1研究動機 ……………………………………………………1 1-2 文獻回顧 ……………………………………………………2 1-3 簡介 …………………………………………………………7 第二章 理論簡介 2-1 晶格序化原理簡介 …………………………………………9 2-2 磁性的起源 ………………………………………………20 2-3 GMR效應 …………………………………………………22 2-4 磁異向性簡介 ……………………………………………27 2-5 X光吸收光譜簡介…………………………………………28 2-6 反鐵磁/反鐵磁交換異向性理論 …………………………31 2-7 交換耦合( Exchange coupling) ………………………………36 2-8 能帶理論(Band Theory) ………………………………………37 2-9 X光反射率理論…………………………………………………38 第三章 實驗儀器與實驗方法介紹 3-1 序化參數(Order parameter , S)計算方法……………40 3-2 柯爾磁光效應………………………………………………44 3-3 柯爾磁光效應儀器裝置…………………………………………48 3-4 螢光定量分析量測………………………………………………52 第四章 實驗結果與討論 4-1前言 …………………………………………………………58 4-2螢光定量分析 ………………………………………………59 4-3 MOKE量測……………………………………………………65 4-4 XRD序化參數量測 …………………………………………72 4-5 晶格品質對繞射峰形之影響 ……………………………………88 4-6 反射率實驗(Reflectivity) ……………………………………92 4-7 吸收光譜實驗(XANES)…………………………………………97 第五章 結論 ……………………………………………102 未來工作 …………………………………………………103 參考文獻 ………………………………………………104 附錄一…………………………………………………106

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