臺灣博碩士論文加值系統

我們利用場離子顯微鏡在超高真空的環境中觀察兩種磁性奈米針尖的成長，一種是利用表面皺化機制形成的鈷鉑合金金字塔形奈米針尖；另一種是藉由鈷在鉑(111)面的S. K. mode長成以鉑為基底的鈷奈米針尖。前者針尖生長於皺化形成的鈷鉑合金多面體之稜線交接處，分別位於{531}及{210}切面，{531}切面的金字塔是由擴張的{111}、{110}、{311}切面堆積，{210}切面的金字塔則由擴張的{110}及兩個{311}切面組成。而後者針尖是在室溫及20K時鍍鈷4～5ML於鉑(111)面，鈷原子先依鉑基底以FCC結構排列，再於其上堆積單顆、雙顆或三顆原子團，這些在鉑(111)面成長的鈷原子團即是一種無特定針形的奈米針尖。

The formation of two magnetic nano tips are studied with a UHV field ion microscope. One is a PtCo pyramidal tip formed by surface faceting、the other is a Pt based Co tip followed the S. K. growth mode. The former is fabricated on the pyramidal sites of a faceting PtCo polyhedron. Pyramids grown upon {531} consist of {111}、{110} and {311} facets、while the pyramids formed on {210} consist of {110} and {311} facets. In addition、Co atoms are aggregated to 3D islands with FCC structure after 4～5ML Co is deposited on the Pt (111) facet. Occasionally we find single Co atom、dimer or trimer site on Pt (111) facet. These adatoms on Pt (111) facet form another kind of single atom tip.

摘要
第一章 緒論 …………………………………………………… 1
1-1 磁性奈米針尖的優勢 ………………………………… 1
1-2 奈米針尖的製成方法 ………………………………… 3
1-3 研究鈷鉑合金奈米針尖的動機 ……………………… 6
1-4 研究鉑基底鈷奈米針的動機 ………………………… 8
1-5 使用場離子顯微鏡研究奈米針尖的優勢 …………… 10
第二章 實驗原理 ……………………………………………… 11
2-1 表面皺化的機制 ……………………………………… 11
2-2 晶體表面的成長 ……………………………………… 15
第三章 實驗儀器 ……………………………………………… 17
3-1 場離子顯微鏡的工作原理 …………………………… 17
3-1-1 成像原理 ……………………………………………… 17
3-1-2 場離子化的機制 ……………………………………… 19
3-1-3 場退吸附和場蒸發機制 ……………………………… 23
3-1-4 場離子影像說明 ……………………………………… 26
3-2 場離子顯微鏡的系統裝置 …………………………… 34
3-2-1 真空系統 ……………………………………………… 35
A. 機械幫浦 ……………………………………………35
B. 渦輪幫浦 ……………………………………………36
C. 離子幫浦 ……………………………………………36
D. 鈦昇華幫浦 …………………………………………37
E. 低溫吸附幫浦 ………………………………………38
F. 真空壓力計 …………………………………………38
3-2-2 成像系統 ………………………………………39
A. 低溫裝置 ……………………………………………39
B. 成像氣體 ……………………………………………40
C. 光電倍增板 …………………………………………42
D. 高壓電源 ……………………………………………43
E. 影像紀錄 ……………………………………………43
3-2-3 其他裝置 ………………………………………44
A. 蒸鍍裝置 ………………………………………………44
B. 脈衝加熱器 ……………………………………………44
C. 殘餘氣體分析儀 ………………………………………44
第四章 實驗步驟 ……………………………………………………46
4-1 實驗流程 ……………………………………………………46
4-2 製備樣品 ……………………………………………………47
4-3 樣品座 ………………………………………………………49
4-4 判斷指數面 …………………………………………………50
4-5 清潔表面 ……………………………………………………50
4-6 蒸鍍 …………………………………………………………51
4-7 判讀樣品的加熱溫度 ………………………………………52
第五章 實驗結果與討論 ……………………………………………53
5-1 鈷鉑合金皺化形成金字塔形的奈米針尖 …………………53
A. 加熱至400～500℃ ……………………………………55
B. 加熱至500～600℃ ……………………………………57
C. 加熱至600～700℃ ……………………………………58
D. 加熱至700～800℃ ……………………………………61
E. 加熱至800～900℃ ……………………………………61
F. 加熱達900℃ ………………………………………… 62
G. 綜合討論 ………………………………………………63
(i) ..擴張的切面形成連續黑色區域或金字塔稜線？…………64
(ii)擴張的(111)、(110)、(131)面在(351)面堆積金字塔…66
(iii).鈷鉑合金{100}面加熱至600℃即停止擴張 ……………70
(iv).鈷鉑合金形成多面體 ………………………………………74
(v) .{531}及{210}切面堆積的金字塔 ………………………76
(vi).比較鈷鉑合金與純鉑的皺化行為 …………………………79
5-2 鈷在鉑(111)面成長的奈米針尖 ……………………………83
第六章 結論 ……………………………………………………………89
參考資料 ……………………………………………………………………91

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