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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:李志浩李志浩引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:工程與系統科學系
學門:工程學門
學類:核子工程學類
論文種類:學術論文
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
參考文獻
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