臺灣博碩士論文加值系統

摘要
我們以磁控濺鍍的方式，約在300 mtorr的氬氧混合氣壓下(Ar : O2 ＝3 : 7)，在SrTiO3(001)的基座上成長Nd0.7Sr0.3MnO3薄膜，然後對此一薄膜的磁矩，磁阻及霍爾電阻做量測。由其溫度與電阻及溫度與磁矩的對照比較，我們可將Nd0.7Sr0.3MnO3薄膜分為兩部分討論：第一部份為隨著溫度由室溫往下降，電阻向上爬升之區域，此時Nd0.7Sr0.3MnO3薄膜為順磁態，一般人認為，此一行為主要是由於雙交換交互作用並未產生效用。第二部份為當電阻達到極大值後隨著溫度而下降之區域，此時Nd0.7Sr0.3MnO3薄膜為鐵磁態，一般人認為，此一行為主要是由於雙交換交互作用已產生作用，使電子得以在錳離子間躍動。在鐵磁態下，由橫向霍爾電阻率 (transverse Hall resistivity) 與溫度之行為曲線可滿足Irkhin and Abel，skii 理論；所以可得知Nd0.7Sr0.3MnO3薄膜在T < < 居禮溫度時，異常霍爾效應來自混合的自旋-軌道耦合與自旋波的散射以及固有的自旋-軌道交互作用。而從角相依磁阻的量測中我們亦可觀察到Nd0.7Sr0.3MnO3薄膜的磁阻大致正比於(Hsinθ)的平方，其中θ為磁場與基座平面的夾角。

Abstract
Ferromagnetic Nd0.7Sr0.3MnO3 (NSNO) Films have been prepared in situ onto the (001) SrTiO3 substrate by the off-axis magnetron sputtering technique. The NSMO films were characterized by resistivity measurements and the X-ray diffraction. Under our deposition conditions, the films show a resistivity maximum ( rmax) at the peak temperature Tp of ~225 -240 K . By increaseing the deposition temperature, the Tp is shifted to lower temperature and the rmax increases. The angular dependence of magnetoresistance were measured with the field parrallel to films or perpendicular to films . When the field is parallel to the films, the current is injected both parallel and perpendicular to the field. The influence of the current direction on the magnetoresistance behavior of NSMO films are reported and discussed. From the measure of the Hall effect, the ordinary Hall coefficient 、the spontaneous Hall coefficient and Hall density are also discussed.

目錄
圖表目錄…………………………………………………………………1
第一章 緒論
1-1 實驗動機 ……………………………………………………3
1-2 Nd0.7Sr0.3MnO3 薄膜特性簡介…………………………5
第二章 理論基礎
2-1 巨磁阻簡介（GMR與CMR）.…………………………………7
2-2 電子在磁場中的自旋翻轉散射與羅倫茲散射………………9
2-3 磁性材料的霍耳效應 (Hall effect)
2-3.1 磁性材料的橫向霍耳電阻率…………………………………10
2-3.2 異常霍耳效應的來源 ………………………………………11
第三章 實驗步驟
3-1 靶的製作
3-1.1 Nd0.7Sr0.3MnO3 靶的製作 ………………………………14
3-1.2 YBa2Cu3Oy靶的製作…………………………………………14
3-2 薄膜製程
3-2.1 濺鍍系統簡介 ………………………………………………14
3-2.2 清洗基座 ……………………………………………………17
3-2.3 成長 YBa2Cu3Oy 薄膜 …...………………………………18
3-2.4 成長Nd0.7Sr0.3MnO3 薄膜 ………………………………18
3-2.5 Nd0.7Sr0.3MnO3 薄膜的速率校正.…………………………20
3-3 薄膜分析
3-3.1 電阻對溫度關係的量測 ……………………………………20
3-3.2 X-ray 分析 …………………………………………………22
3-3.3 橫向電阻率 rxx 及霍爾電阻率 rxy 的量測 ………………26
第四章 結果與討論
4-1 Nd0.7Sr0.3MnO3薄膜在外加磁場下的行為曲線與其角相依磁 阻…………………………………………………………………30
4-2 Nd0.7Sr0.3MnO3薄膜的異常霍爾效應探討…………………41
第五章 結論 …………………………………………48
參考資料 …………………………………………………………………49

參考資料
1. G. C. Xiong, Q. Li, H. L. Ju, S. N. Mao, L. Senapati, X. X. Xi, R. L.
Greene, and T. Venkatesan, Appl. Phys. Lett. 66. 1427(1995).
2. P. Matl, N. P. Ong, Y. F. Yan, Y.Q. Li, T. Baum, G.
Dobinina, Phys. Rev. B. 57, 10248(1998).
3. P. Mandal et. al, Phys. Rev. B. 57, 10256(1998).
4. A. Asamitsu, Y. Tokura, Phys. Rev. B. 58, 47(1998).
5. H. L. Ju, C. Kwon, Q. Li, R. L. Greene, and T. Venkatesan,
Appl. Phys. Lett. 65. 2109(1994).
6. C. Zener, Phys. Rev. 82, 403(1951).
7. P. W. Anderson and H. Hasegawa, Phys. Rev. 100, 675(1955).
8. P. G. deGennes, Phys. Rev. 118, 141(1960).
9. N. Mott, Electronic Processes in Non-Crystalline Materials
(Clarendon, Oxford, 1971)
10. M. N. Baibich et. al., Phys. Rev. Lett. 61, 2472 (1988).
11. S. S. P. Parkin et. al., Phys. Rev. Lett. 64, 2304 (1990);
66, 2152 (1991).
12. B. Dieny et. al, Phys. Rev. B 43, 1297 (1991); J. Mag.
Mag. Materials, 136, 335(1994).
13. J. S. Moodera et. al, Phys. Rev. Lett. 74, 3273 (1995).
14. J. Kondo, Prog. Theor. Phys. 27, 772(1962)
15. C. L. Chien and C. R. Westgate eds, The Hall Effect and
Its Applications, Plenum Press, New York, 1980.
16. Colin M. Hurd, The Hall Effect in Metals and Alloys,
Plenum Press, New York, 1972.
17. 劉淑惠，國立台灣大學物理學研究所碩士論文，1999.
18. Yu. P.Irkhin and L. A. Maksimov, Sov. Phys. —Solid State
7, 422(1965).
19. Yu. P.Irkhin, A. N. Voloshinskii, and Sh. Sh. Abel，skii,
Phys. Status Solidi 22, 309(1967).
20. J. B. Goodenough, in Progress in Solid State Chemistry,
edited by H. Reiss（Pergamon, Oxford, 1971）, Vol. 5,
Chap. 4,pp. 145400.
21. G. Jeffrey Snyder et al, Phys. Rev. B. 53, 14434(1995).
22. A. Abrikosov, Fundamentals of the theory of metals (North-
Holland, New York, 1988).
23. G. Jakob, F. Martin, W. Westerburg, and H. Adrian, Phys.
Rev. B 57, 10252 (1998).
24. P. Majumdar, Steven Y. Simon, and Anivaon M. Segupta,
Phys. Rev. B 59, 4746 (1999).
25. N. G. Bebenin, R. I. Zainullina, V. V. Mashkautsan, A. M.
Burkhanov, and V. V. Ustinov, V. V. Vasil，ev and B. V.
Slobodin, J. Experi. And Theo. Phys. 34, 86(1998).