臺灣博碩士論文加值系統

　　本實驗利用MBE 系統，在Al2O3 (11-20) 基板成長超薄Fe 奈米顆粒膜於Pt緩衝層上，藉由STM 、RHEED與MOKE 分析樣品表面特性與磁異向性。Pt 緩衝層成長溫度800 ℃、厚度150 Å，可得極平坦之(111) 表面，接著，室溫成長5.4 ML超薄Fe 膜於其上，能使此系統具有垂直磁異向性，至400 ℃ 退火處理後，磁化方向已完全平躺於膜面，而利用半球模型修正之磁異向能密度可適當解釋磁異向性變化與表面形貌的關聯。

前言 1
【Reference】……………………………………………………………… 2
第一章 序論 3
1-1 成長動能與階梯流機制………………………………………3
1-2 垂直磁異向性…………………………………………………7
1-3 相關文獻研究…………………………………………………9
1-3-1 Pt磊晶成長之表面研究回顧………………………10
1-3-2 垂直磁異向性系統之研究回顧……………………13
1-3-3 Fe / Pt系統之研究回顧………………………… 19
【Reference】……………………………………………………………… 25
第二章 理論背景 27
2-1 成長模式………………………………………………………27
2-2 磁性的來源……………………………………………………31
2-3 磁異向性介紹…………………………………………………33
2-3-1 磁晶異向性…………………………………………34
2-3-2 形狀異向性…………………………………………37
2-4 磁異向性量測…………………………………………………41
【Reference】……………………………………………………………… 45
第三章 實驗儀器介紹與實驗步驟 46
3-1 分子束磊晶系統(MBE) ………………………………………46
3-2 實驗量測儀器…………………………………………………52
3-2-1 掃描穿隧式顯微鏡(STM) …………………………52
3-2-2 磁光柯爾效應儀(MOKE) ………………………… 65
3-2-3 反射式高能電子繞射儀(RHEED) …………………71
3-3 實驗步驟………………………………………………………73
3-3-1 系統真空環境的準備………………………………73
3-3-2 基板的準備…………………………………………74
3-3-3 樣品成長……………………………………………75
3-3-4 樣品量測……………………………………………76
【Reference】………………………………………………………………77
第四章 實驗結果與討論 78
4-1 Pt緩衝層於Al2O3 (11-20)基板之表面形貌與結構……… 79
4-1-1 改變Pt緩衝層之成長溫度對表面形貌的影響……80
4-1-2 改變Pt緩衝層之厚度對表面型態的影響…………85
4-1-3 Pt緩衝層成長於Al2O3 (11-20)基板之表面結構 89
4-2 超薄Fe膜成長於Pt (111)之退火效應………………………91
4-2-1 改變超薄Fe膜厚度對Fe / Pt (111)系統磁異向性的影響

………………………………………………………93
4-2-2 退火處理對Fe / Pt (111)系統磁異向性的影響 95
4-2-3 退火處理對Fe / Pt (111)系統表面形貌的影響 98
4-3 討論磁異向性變化與表面型態之關聯………………………105
【Reference】………………………………………………………… 111
第五章 結論 112

[1] M. T. Johnson, P. J. H. Bloemen, F. J. A. den Broeder, and J. J. de Vries, 　　
　　 Rep. Prog. Phys., 59, 1409 ( 1996 ).

[2] 蔡志申，表面磁光柯爾效應與超薄膜磁性性質，物理雙月刊，廿五　　　
　 巻五期 ( 2003 ).

[1.1] Jung-Chun Huang, Studies of Nucleation, Coherent Tilt and Surface Phase

Transitions by Molecular Beam Epitaxy, Thesis, B.S., National Taiwan

University, 1985, M.S., University of Illinois, 1988.

[1.2] C. P. Flynn, J. Phys. F18, L195 ( 1988 ).

[1.3] J. M. Gaines, P. M. Petroff, H. Kroemer, R. J. Simes, R. S. Geels and J.

H. English, J. Vac. Sci. Tech. B6, 1378 ( 1988 ).

[1.4] M. S. Miller, C. E. Pryor, H. Weman, L. A. Samoska, H. Kroemer and P. M.

Petroff, J. Crystal Growth, 111, 2683 ( 1990 ).

[1.5] Robert C. O’Handley, Modern Magnetic Materials Principle and

Applications.

[1.6] Timothy J. Minvielle, Robert L. White, Mark L. Hildner, and Robert J.

Wilson, Surface Science, 366, L755 ( 1996 ).

[1.7] M. L. Hildner, T. J. Minvielle, and R. J. Wilson, Surface Science, 396, 16

( 1998 ).

[1.8] Sung-Jin Ahn, Takeharu Kato, Hitoshi Kubota, Yasuo Ando, and Terunobu

Miyazaki, Appl. Phys. Lett., 86, 102506 ( 2005 ).

[1.9] 陳文娟，Ni80Fe20/Ru/Ni80Fe20 三層膜磁耦合隨著Ru厚度變化之研究，碩士論文，

國立成功大學

[1.10] C. S. Shern, J. S. Tsay, H. Y. Her, Y. E. Wu, and R. H. Chen, Surface 　　　　
　　　 Science, 429, L497 ( 1999 ).

[1.11] P. Varga, E. Lundgren, J. Redinger, and M. Schmid, Phys. Stat. Sol. (a),

187, No. 1, 97 ( 2001 ).

[1.12] C. Train, and V. Mathet, Surf. Sci., 412/413, 495 ( 1998 ).

[1.13] Jonggeol Kim, Jeong-Won Lee, Jong-Ryul Jeong, Sang-Kong Kim, and

Sung-Chul Shin, Appl. Phys. Lett., 79, 93 ( 2001 ).

[1.14] S. Yamamoto, T. Kato, S. Iwata, S. Tsunashima, and S. Uchiyama, J. Appl.

Phys., 95, 7285 ( 2004 ).

[1.15] Wookje Kim, J. H. Choi, T.-U. Nahm, S. H. Song, and S.-J. Oh, J. 　　　　　　
　　　 Korean Phys. Soc., 44, 722 ( 2004 ).

[1.16] Dmitri I. Jerdev, and Bruce E. Koel, Surf. Sci. Lett., 513, L391 　　　　
　　　
( 2002 ).

[2.1] Sóshin Chikazumi 等著，張煦、李學養譯，磁性物理學，頁52，經連出版社(1981).

[2.2] Cullity, Introduction to magnetic materials, p207 (1972).

[2.3] Soshin Chikazumi and Stanley H. Charap, Physics of Magnetism (1972).

[2.4] Maxwell, James Clerk, Atreatise on Electicity and Magnetism,Articles 437

and 438, Vol.2, 1006 (1954).

[2.5] Stoner, Phil. Mag. 7, 36, 803 (1945).

[3.1] See e.g.”Molecular Beam Epitaxy”, ed. by M . A. Herman and H. Sitter,

(Berlin Springer，1989).

[3.2] L. J. Whitman, Tunneling Microscopy and Spectroscopy, (The Encyclopedia of

Applied Physics (VCH)).

[3.3] J.P.Qian and G.C.Wang, J. Vac. Sci. Technol. A. 8, 4117 (1990).

[3.4] Voigt.W, ”Magneto and Electro Optic”, Teubner, Leiptig (1908).

[3.5] Hulme, H.R.”Farady effect in ferromagnetics”, Pro.Roy.Soc., A135, 　　　　　
　　　 (1932) 237.

[3.6] M.J Freiser, IEEE.Trans.On Magn., MAG-4(2), (1968) 152.

[3.7] P.K. Larsen and P.J. Dobson, “Reflection High-Energy Electron Diffraction

and Reflection Electron Imaging of Surface”, (NATO ASI Series, Series B:

Physics Vol.188).

[4.1] R. Kunkel, B. Poelsema, L.K. Verheij and G. Comsa, Phys. Rev. Lett., 65,

733 (1990).

[4.2] B. Poelsema, A.F. Becker, R. Kunkel, G. Rosenfeld, L.K. Verheij and G.

Comsa, in: Vol. 73 of Springer Proceedings in Physics, Surf. Sci.:

Principles and Applications, Eds. R.F. Howe, R.N. Lamb and K. Wandelt

(Springer, Berlin, 1993) 95.