臺灣博碩士論文加值系統

由於電洞式(p-type)的(La1-xAx)MnO3 [A：鹼金屬元素，0≦x≦1]氧化陶瓷材料在外加一磁場時會呈現出龐磁阻的效應而引起了廣泛興趣；而近年來龐磁阻材料出現了新的成員—電子式(n-type)的La0.7Ce0.3MnO3材料，使得鐵磁接面元件（Ferromagnetic junction devices）的實現在可見的將來變為可能。
而到目前為止，純相La0.7Ce0.3Mn3還均由脈衝式鐳射鍍膜(PLD)成長，而且僅能在一特定溫度範圍為755℃±5℃成長之。本實驗欲探討是否能夠利用射頻磁控濺鍍系統成長出單晶La0.7Ce0.3Mn3薄膜。此成長方式到目前為止尚未有人在磁控濺鍍系統嘗試過。計劃將薄膜分別成長於SrTiO3, MgO and LaAlO3等基板上。研究發現，本方式所得之薄膜的最佳金屬絕緣轉換溫度TP是304K而磁相轉換溫度TC是310K，遠比PLD成長之薄膜的轉換溫度還高。

Hole-doped manganite La0.7Ca0.3MnO3 materials has been extensively studied because of its colossal magnetoresistance (CMR) characteristic in a magnetic field. Recently, a new member of CMR family La0.7Ce0.3MnO3 , an electron-doped manganite, raises a new wave of attention for possible application of p-n junctions.
Single Phase La0.7Ce0.3Mn3 films were usually grown by the pulse laser deposition (PLD) technique with a relatively narrow growth window around 755℃±5℃. In this study, we use a RF sputtering technique to grow La0.7Ce0.3Mn3 epitaxial films, which has not been tried yet. Films are grown on SrTiO3, MgO and LaAlO3 substrates. The best film have the metal-insulator transition temperature (TP) 304K and the curie temperature (TC) 310K, which are higher than that of grown by PLD method

第一章 簡介 ………………………………………………………01
第二章 基本理論 …………………………………………………03
2-1 物質的磁性……………………………………………………03
2-1-1 順磁性(paramagnetism)……………………………………04
2-1-2 鐵磁性(ferromagnetism)……………………………………04
2-1-3 反鐵磁性(antiferromagnetism)……………………………05
2-1-4 抗磁性(diamagnetism)………………………………………05
2-2 磁阻簡介………………………………………………………07
2-2-1 常磁阻(Ordinary MR, OMR)…………………………………07
2-2-2 異向磁阻(Anisotropic MR , AMR)…………………………08
2-2-3 巨磁阻(Giant MR, GMR)……………………………………08
2-2-4 穿遂磁阻(Tunneling MR, TMR)……………………………08
2-2-5 龐磁阻(Colossal MR ; CMR)………………………………09
2-3 雙交換機制模型 (Double exchange mechanism ; DE)………10
2-4 Jahn-Teller distortion…………………………………………14
2-5 La1-XCeXMnO3材料簡介……………………………………16
2-6 田口品質工程 (Taguchi Methods)……………………………18
2-6-1 田口品質工程的概念………………………………………19
2-6-2 田口品質工程計畫…………………………………………21

第三章 實驗方法…………………………………………………22
3-1 靶材製作………………………………………………………22
3-2 利用田口品質法成長La0.7Ce0.3MnO3薄膜…………………24
3-3 實驗儀器設備介紹……………………………………………26
3-3-1 射頻磁控濺度系統(RF Magnetron Sputtering System)………26
3-3-2 X光繞射系統 (X-Ray diffraction system)…………………28
3-3-3 黃光製程……………………………………………………29
3-3-4 電性量測系統 ………………………………………………30
3-3-5 原子力顯微鏡(Atomic Force Microscopy ; AFM)…………32
3-3-6 超導量子干涉儀（SQUID）………………………………33
第四章 數據分析與討論……………………………………………34
4.1 田口品質成長分析 ……………………………………………34
4.2 La0.7Ce0.3MnO3 oxygen annealing……………………………41
4.3 倒異空間圖譜分析(Reciprocal Space Mapping ; RSM) ………45
第五章 結論…………………………………………………………50
References…………………………………………………………51
附錄…………………………………………………………………52

[1] R. von Helmolt, J. Wecker, B. Holzapfel, L. Schultz, and K. Samwer, Phys.Rev. Lett. 71, 2331 (1993).
[2] P. Schiffer, A.P. Ramirez, W. Bao, and S. –W. Cheong, Phys. Rev. Lett. 75,3336 (1995).
[3] C. Zener, Phys. Rev. 81,440 (1951).
[4] A. J. Millis el.al. Phys. Rev. Lett. 74, 5144 (1995).
[5] C. Mitra, P. Raychaudhuri, J. John, S. K. Dhar, A. K. Nigam, and R. Pinto, Journal of Applied Physics 89, 524 (2001)
[6] C. Mitra, Z. Hu, P. Raychaudhuri, S. Wirth, S. I. Csiszar, H. H. Hsieh, H. J. Lin, C. T. Chen, and L. H. Tjeng, Phys. Rev. B 67, 092404(2003).
[7] P. Raychaudhuri, C. Mitra, P. D. A. Mann, S. Writh, Journal of Applied Physics 93, 8328 (2003)
[8] 戴道生. 錢昆明. 鐘文定. 廖紹彬.〝鐵磁學〞，科學出版社 (2000).
[9] P. W. Anderson and H. Hasegawa, Phys. Rev.100,675(1955)
[10]J-S Kang, Y. J. Kim, B. W. Lee, C. G. Olson, and B. I. Min, J. Phys : Condens. Matter 13 (2001) 3779-3789.
[11] 李輝煌.〝田口方法: 品質設計的原理與實務〞, 高立圖書有限公司(2000).
[12] 吳俊斌. 中山大學物理所，九十二年論文.
[13] Charles Kittel. 〝Introduction to Solid state physics〞, 7th ed. WILEY.
[14] 洪振湧. 中山大學物理所，九十二年論文.
[15] 林振宏. 嘉義大學光電所，九十三年論文.