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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:華瑞慈
論文名稱:顆粒狀FePt-AlON薄膜磁性及微結構研究
論文名稱(外文):Magnetic Properties and Microstructure of FePt-AlON Granular Thin Film
指導教授:郭博成
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣大學
系所名稱:材料科學與工程學研究所
學門:工程學門
學類:材料工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2000
畢業學年度:88
語文別:中文
論文頁數:75
中文關鍵詞:顆粒狀記錄媒體
外文關鍵詞:Granular
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以直流與射頻磁控共鍍製作顆粒狀(FePt)100-x-(AlON)x薄膜 (其中x = 0-50 vol.%),初鍍膜在真空中施以不同溫度之退火熱處理後再以0 ℃之冰水淬火;基板為表面自然氧化的矽晶圓。探討膜厚、AlON體積分率、退火溫度對薄膜之微結構與平行及垂直膜面之磁性質的影響。由TEM分析及磁性量測結果顯示,初鍍之FePt-AlON薄膜結構為顆粒狀的FePt散佈於非晶質的AlON基地之中,其中FePt之結構為軟磁相的fcc γ-FePt,且初鍍膜之磁性質為平行膜面異向性。初鍍膜經過適當之溫度及時間的退火處理後,軟磁性的γ-FePt相將轉變為fct結構的硬磁相γ1-FePt,AlON則維持非晶質結構;FePt晶粒尺寸隨著退火溫度的上升而變大,但隨著AlON含量的增加而變小。厚度為100 nm的(FePt)70-(AlON)30薄膜經750℃,30分鐘退火熱處理後,其平行膜面之頑磁力約8 kOe,平均粒徑為60 nm,對磁記錄之應用而言,(FePt)70-(AlON)30薄膜經600℃,30分鐘退火熱處理後,其平行膜面之頑磁力約2.3 kOe,平均粒徑為20 nm較適合。此外,AlON體積分率及膜厚對FePt顆粒大小以及磁性質之影響也將加以討論。
Abstract
(FePt)100-x-(AlON)x(x = 0~50 vol.%) nanocomposite thin films were prepared by DC & RF magnetron co-sputtering of FePt and AlON targets on nature-oxidized silicon wafer substrates, then post-annealed in vacuum at various temperatures. The effects of AlON volume fraction, film thickness, and annealing temperatures on the magnetic properties parallel and normal to the film plane were investigated. Transmission electron microscopy (TEM) image shows that the as-deposited film consists of an amorphous AlON matrix with spherical fccγphase FePt particles dispersed in it, and the particle size of FePt is aboust 5nm. Particle size of FePt in this film increased with the annealing temperature but decreased with increasing AlON content. The TEM observation indicates that the annealing film consists of an fct γ1 phase FePt with a grain size of 20-60nm and amorphous AlON matrix. Saturation magnetization of the FePt- AlON film was inversely proportional to the AlON volume fraction. The coercivity of the FePt-AlON composite film was dependent on the AlON volume fraction.
目錄
摘要
Abstract
目錄
圖目錄
第一章 前言……………………………………………………………1
第二章 理論基礎與文獻回顧…………………………………………3
2-1 理論基礎………………………………………………….3
2-1-1 FePt合金之磁性結構……………………………..3
2-1-2 磁異向性………………………………………….4
2-2 文獻回顧…………………………………………………5
第三章 實驗方法…………………………………………………….17
3-1 實驗流程………………………………………………..17
3-2 實驗方法………………………………………………...18
3-3 實驗裝置及薄膜濺鍍…………………………………...18
3-4 熱處理…………………………………………………...19
3-5 X-ray繞射………………………………………………..20
3-6 α-step膜厚測定………………………………………..20
3-7 VSM/SQUID量測……………………………………….21
3-8 成分分析………………………………………………...22
3-8-1 EDS……………………………………………….22
3-8-2 化學分析電子光譜(ESCA)…….……………22
3-8-6 歐傑電子光譜(AES)…………………………22
3-9 薄膜之TEM微結構觀察………………………………23
第四章 結果與討論…………………………………………………..24
4-1 成分分析………………………………………………..24
4-2 初鍍薄膜之微結構觀察………………………………..25
4-3 退火後薄膜微結構之觀察……………………………...27
4-4 初鍍FePt-AlON薄膜之磁性質………………………..28
4-5 退火後之FePt-AlON薄膜之磁性質…………………..29
4-6 FePt-AlON薄膜之磁硬化機制…………………………37
4-7 FePt-AlON薄膜中晶粒的交互作用……………………39
結論……………………………………………………………………..71
參考文獻………………………………………………………………..73
附錄
參考文獻
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