臺灣博碩士論文加值系統

在本研究中我們利用超高真空電子束蒸鍍系統成長GaAs(100)/Fe(x nm)/Ag(4 nm)/Fe(37.5 nm) 薄膜系統並探討其晶體結構與磁性質及鐵磁共振間之關係；於研究過程中，我們利用反射式高能電子繞射儀及穿透式電子顯微鏡觀察各層薄膜的晶體結構，並利用震動樣品磁量儀、通用向量網路分析儀與電子順磁共振儀量測其磁滯及鐵磁共振行為。
我們發現當底層鐵的厚度逐漸增加時，將使得上層鐵的晶體結構由多晶趨向bcc(100)單晶，在磁性質方面，隨著上層鐵逐漸趨向單晶，其異向場強度亦隨之提升，隨後造成上層鐵的鐵磁共振頻率及鐵磁共振場產生變化，因此在此研究中，我們成功利用底層鐵的厚度來調變上層鐵的鐵磁共振行為。

In this study, the Fe(x nm)/Ag(4 nm)/Fe(37.5 nm) trilayers are fabricated on GaAs(100) substrates by the ultra-high vacuum e-beam evaporator. The crystal structures of Fe/Ag/Fe trilayers are investigated by the refection high-energy electron diffraction and the transmission electron microscope. The hysteresis loops of the Fe/Ag/Fe trilayers are obtained by the vibrating-sample magnetometer. The ferromagnetic resonance behaviors are measured by the purpose network analysis with a flip-chip arrangement and the electron spin resonance.
For the first time, a transformation from polycrystal into nearly bcc (100) single-crystal structure is observed in the top Fe layer while the thickness of the Fe seeding layer increases. The anisotropy field of the top Fe layer increases while the bcc(100) crystal structure gets rich. Consequently, the frequency of the ferromagnetic resonance in the Fe/Ag/Fe trilayers can be tuned by varying the thickness of the Fe seeding layer. Also it can be well fitted by the resonance equation. The correlation between crystal structures and magnetic behaviors manifests itself.

中文摘要 I
Abstract II
致謝 III
目錄 IV
表目錄 V
圖目錄 VI
圖目錄 VI
第一章 緒論與動機目的 1
第二章 文獻回顧 5
2.1 鐵、銀與砷化鎵的基本性質 5
2.2 磁異向性(Magnetic aisotropy)簡介 6
2.3 Landau-Lifshitz-Gilbert equation( L-L-G eq.)方程式 7
2.4 Fe於GaAs(100)基板的成長模式與發展 9
2.4.1 薄膜的成長模式 9
2.4.2 Fe成長於GaAs(100)基板的發展 10
2.5 Fe成長於GaAs(100)基板的鐵磁共振量測發展 12
2.5.1 GaAs(100) /Fe的鐵磁共振量測發展 12
2.5.2 FMR量測數據Fitting方式 16
第三章 樣品製備與檢測 17
3.1 實驗流程 17
3.2 電子束蒸鍍系統與樣品製備 17
3.3 反射式高能電子繞射儀 (RHEED)量測 20
3.4 穿透式電子顯微鏡(TEM)量測 22
3.5 震動樣品磁性量測儀(VSM)量測 24
3.6 低通濾波微帶線製作 (Low-pass filtter) 25
3.7 向量網路分析儀(PNA)量測 27
3.8 電子自旋共振(ESR)量測 29
第四章 結果與討論 30
4.1 RHEED數據分析 30
4.2 TEM數據分析 35
4.3 VSM數據分析 39
4.4 PNA數據分析 42
4.5 ESR數據分析 56
第五章 結論 63

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