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研究生:賴柜宏
研究生(外文):Ju-Hong Lai
論文名稱:白金錳/玻鏌合金之交換耦合效應:多層膜成長白金錳合金及退火處理研究
論文名稱(外文):Study of exchange bias by multilayer growth of [Pt/Mn] and annealing treatment
指導教授:黃榮俊黃榮俊引用關係
指導教授(外文):J.C.A. Huang
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:物理學系碩博士班
學門:自然科學學門
學類:物理學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2003
畢業學年度:91
語文別:中文
論文頁數:110
中文關鍵詞:退火處理白金錳交換耦合
外文關鍵詞:PtMnexchange biasannealing treatment
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本實驗乃研究於PtMn/NiFe之雙層膜系統中,錳成分變化以及退火處理對於交換偏移的影響。同時為了能精密的控制錳的成分變化,我們利用多層膜的方式來成長PtMn反鐵磁層,藉由不同厚度的Mn來改變Mn在PtMn裡頭的含量。
這裡我們選擇以Al2O3(1-102)為基板、以Mo作為緩衝層(200Å)、以及NiFe合金作為鐵磁層(70Å),最後再以[Mn tMnÅ/Pt 2Å]多層膜為我們的反鐵磁層(tMn=2.0~3.5)。
經由MOKE量測可知當[Mn 2.5Å/Pt 2Å]時具備有最大的交換偏移效應(95Oe),並且在經過退火處理之後更增加至360Oe左右,說明了退火處理對於交換偏移具有相當程度的影響。
經由X光繞射分析可知,[Mn 2.5Å/Pt 2Å]/NiFe的PtMn具備有最佳的FCT有序結構,同時經過退火處理後FCT結構有明顯的增加。這樣的結果似乎說明了FCT結構與交換偏移場有相當密切的關係。
We studied effects of Mn concentration and annealing treatment on the exchange biasing of NiFe/PtMn. By multilyer growth of [Mn/Pt], the Mn concentration can be exactly controlled with various Mn thickness. [Mn tMnÅ/Pt 2Å]30 (tMn=2.0~3.5Å) multilayers were deposited under NiFe(70Å) ferromagnetic layer grown on Mo (200Å) buffer layer on Al2O3(1-102). Among the various Mn thickness, the exchange biasing filed(Hex) of as-deposited [Mn 2.5Å/Pt 2Å]30/NiFe was largest(~95 Oe) and could be increased to ~360 Oe after annealing treatment at 250℃. The enhancement of Hex in [Mn 2.5Å/Pt 2Å]30/NiFe is much stronger than those of [Mn 2.0,2.25,2.75,3.0,3.2Å/Pt 2Å]30/NiFe samples.(Fig.1) Further, X-ray diffraction also indicates that the amounts of the ordering structure (face-center-tetragonal structure, FCT) in [Mn 2.5Å/Pt 2Å] mutilayer are biggest before and after annealing treatment. A clear correlation between the FCT structure and Hex in [Mn/Pt]/NiFe is found by controlling Mn concentration and the annealing study. Hex of [Mn tMn/Pt 2Å]/NiFe is determined by the amount of FCT structures and the enhancement of Hex after annealing treatment is likely due to the increase of FCT structures.
目 錄
第一章 簡介
§1-1 前言…………………………………………………………1
§1-2 目前的研究…………………………………………………6
§1-3 實驗動機……………………………………………………12
第二章 基礎理論介紹
§2-1 磁性異向性介紹………………….……………….….…….13
2-1.1磁晶異向性……………………………………………...14
2.1.2應力異向性……………………………………………...17
2-1.3交換異向性……………………………………………...21
§2-2 交換異向性的理論機制
2-2.1理想介面模型…………………………………………...24
2-2.2磁區壁模型……………………………………………...26
2-2.3混亂磁區模型…………………………………………...27
第三章 實驗儀器介紹與實驗步驟
§3-1 分子束磊晶系統……..…………………………….……….30
§3-2 實驗測量儀器…………………………………….…….…..37
§3-3 實驗步驟..…………………………………………………..52
第四章 結果與討論
§4-0 引言…………………………………………………………55
§4-1 磊晶結構對於交換偏移場之影響…………………………57
§4-2 不同成分比例交換偏移場之影響…………………………71
§4-3 退火處理之影響……………………………………………85
§4-4 反鐵磁層之成長溫度效應…………………………………95
第五章 結論
…………………………………………………………………...104
參考文獻
…………………………………………………………………...107
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