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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:葉瑞文
研究生(外文):Ye, Ruei-Wun
論文名稱:利用電化學蝕刻法製備自旋極化掃描穿隧顯微術的磁性探針
論文名稱(外文):Fabrication of magnetic tips for spin-polarized STM by using electrochemical etching method
指導教授:洪一弘
指導教授(外文):Hong, Ie-Hong
學位類別:碩士
校院名稱:國立嘉義大學
系所名稱:光電暨固態電子研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2010
畢業學年度:98
語文別:中文
論文頁數:91
中文關鍵詞:鎳探針電化學蝕刻法掃描穿隧顯微儀
外文關鍵詞:Ni tipelectrochemical etching methodSTM
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本論文研發出一個改進的電化學蝕刻法並結合自動斷電電路系統製備尖銳的自旋極化掃描穿隧顯微儀(SP-STM)的鐵磁性探針。藉由使用自動斷電系統,當針尖蝕刻完成斷掉瞬間可以及時的切斷系統電源以避免探針被過度的電化學蝕刻。經由不同的直流供應電壓對於自動斷電系統的安定性之測試,發現電化學蝕刻電路系統在直流電源為8伏特時針尖的長寬比是最小。我們也研究不同種類的電解液以及其濃度對於電化學蝕刻探針的影響,然後我們發現到使用HCl溶液的蝕刻效果比KCl溶液來的好。此外,當HCl溶液的濃度為1.5 M來對鎳針尖的蝕刻效果最佳。
另外,再加上一個1.33克的塑膠方塊連接到鎳線末端,由此所製備出來的鎳探針尖端大小可達約為100 nm,並且良率顯著地上升超過40%。最後,再使用氫氟酸溶液(44%)蝕刻鎳針尖端20秒,不只能清除針尖上面的氧化層,而且還能改善探尖尖端的形状以及減少鎳針尖端曲率半徑。

In this thesis, we developed an improved electrochemical etching method combined with the automatic power cut-off system for the reproducible fabrication of sharp ferromagnetic tips used in spin polarized scanning tunneling microscopy (SP-STM). By using the automatic power cut-off circuit system, it can cut off power in time to avoid over-etching the apex of the tip. After testing different DC voltages for the circuit of electrochemical etching system, a sharp Ni tip with a lowest aspect ratio can be obtained at 8V DC voltage. We also studied different kinds of electrolytes and various concentrations of electrolytes for electrochemical etching of nickel probe, it was found that etching results of HCl solution are better than those of the KCl solution. Moreover, the best etching result of nickel tip was obtained by using the concentration of HCl at 1.5 M.
In addition, a plastic cube of 1.33 g is attached to the end of an immersed nickel wire, this leads to a sharp nickel tip with an apex size about 100nm and the reproducible rate better than 40%. Finally, the tip apex was etched in HF (40~48%) for 20 seconds, this not only removes the oxide but also improves the tip shape and reduces the curvature radius of Ni tip.

摘要.....................................................Ⅰ
Abstract.................................................Ⅱ
誌謝.....................................................Ⅲ
目錄.....................................................Ⅳ
第一章 緒論..............................................1
1.1 簡介...............................................1
1.2 文獻回顧............................................3
1.3 研究動機...........................................10
第二章 掃描穿隧顯微儀原理..................................13
2.1 掃描式穿隧顯微儀的工作原理...........................13
2.1.1 量子穿隧效應...................................14
2.1.2 探針對STM解析度的理論...........................17
2.2 自旋極化掃描穿隧顯微儀的工作原理......................24
第三章 高解析度磁性鎳探針之製備的原理與儀器裝置...............27
3.1 高解析度探針之定義...................................27
3.1.1 探針的長寬比 (aspect ratio).....................28
3.1.2 探針尖端的曲率半徑...............................30
3.2 磁性鎳探針的優點.....................................32
3.3 電化學蝕刻法的原理...................................33
3.4 電化學蝕刻法的儀器裝置...............................35
3.5 磁性鎳針尖的製備....................................40
第四章 實驗結果與分析....................................42
4.1 蝕刻條件(1)........................................42
4.2 蝕刻條件(2)........................................49
4.3 蝕刻條件(3)........................................54
4.4 蝕刻條件(4)........................................59
4.5 蝕刻條件(5)........................................65
4.5.1 質量1.3358克改變HCl濃度........................65
4.5.2 質量0.8762克改變HCl濃度........................66
4.5.3 濃度1.5M的HCl改變質量..........................67
4.5.4 質量1.3358克使用濃度1.5M的KCl..................67
4.6 蝕刻條件(6)........................................78
第五章 討論與未來改進....................................83
第六章 結論..............................................88
參考文獻.................................................89

[1] 洪一弘,奈米科技導論課程講義,國立嘉義大學應用物理學系,2008年。
[2] B. Harald, Nanomagnetism: Probing magnetism at the nanoscale, Nat. Nanotech., 2, 674 (2007).
[3] 洪一弘,奈米材料特性分析技術課程講義,國立嘉義大學應用物理學系,2008年。
[4] R. Wiesendanger, M. Bode, and M. Getzlaff, Vacuum-tunneling magnetoresistance: The role of spin-polarized surface states, Appl. Phys. Lett., 75, 124 (1999).
[5] T. K. Yamada, M. M. J. Bischoff, G. M. M. Heijnen, T. Mizoguchi, and H. van Kempen, Observation of Spin-Polarized Surface States on Ultrathin bct Mn(001) Films by Spin-Polarized Scanning Tunneling Spectroscopy, Phys. Rev. Lett., 90, 056803 (2003).
[6] A. Liu, X. Hu, W. Liu, and G. Ji, An improved control technique for the electrochemical fabrication of scanning tunneling microscopy microtips, Rev. Sci. Instrum., 68, 3811 (1997).
[7] S.F. Ceballos, G. Mariotto, S. Murphy, I.V. Shvets, Fabrication of magnetic STM probes and their application to studies of the Fe3O4(0 01) surface, Sur. Sci., 523, 131 (2003).
[8] P. Kim, J. H. Kim, M. S. Jeong, D.-K. Ko, J. Lee, and S. Jeong, Efficient electrochemical etching method to fabricate sharp metallic tips for scanning probe microscopes, Rev. Sci. Instrum., 77, 103706 (2006).
[9] C. Albonetti, I. Bergenti, M. Cavallini, V. Dediu, M. Massi, J.-F. Moulin, and F. Biscarini, Electrochemical preparation of cobalt tips for scanning tunneling microscopy, Rev. Sci. Instrum., 73, 4254 (2002).
[10] 林福祥,原子級掃描探針的製備,國立嘉義大學,2006年7月。
[11] M. Bode, R. Pascal, and R. Wiesendanger, Scanning tunneling spectroscopy of Fe/W(110) using iron covered probe tips, J. Vac. Sci. Technol. A, 15, 1285 (1997).
[12] M. Cavallini and F. Biscarini, Electrochemically etched nickel tips for spin polarized scanning tunneling microscopy, Rev. Sci. Instrum., 71, 4457 (2000).
[13] C. Albonetti, M. Cavallini, M. Massi, J. F. Moulin, and F. Biscarini, Electrochemical fabrication of cobalt and nickel tips for scanning tunneling microscopy, J. Vac. Sci. Technol. B, 23, 2564 (2005).
[14] 吾啟彬、徐斌睿、林敏聰,自旋電子學之應用-自旋極化掃瞄式穿隧電子顯微鏡簡介,物理雙月刊,三十卷二期,中華民國物理學會,2008年4月。
[15] M. V. Rastei and J. P. Bucher, Spin polarized tunnelling investigation of nanometre Co clusters by means of a Ni bulk tip, J. Phys.: Condens. Matter, 18, L619 (2006).
[16] J. P. Ibe, P. P. Bey, Jr., S. L. Brandow, R. A. Brizzolara, N. A. Burnham, D. P. DiLella, K. P. Lee, C. R. K. Marrian, and R. J. Colton, On the electrochemical etching of tips for scanning tunneling microscopy, J. Vac. Sci. Technol. A, 8, 3570 (1990).
[17] 汪建民主編,材料分析,中國材料科學學會,1998年10月。
[18] 陳克紹、顏聰榮編譯,奈米科技全書,全華科技圖書股份有限公司,2005年6月。
[19] 黃惠中,奈米材料分析,化學工業出版社,2004年1月。
[20] S. Morita, Y. Sugawara, Guidelines for the achievement of true atomic resolution with noncontact atomic force microscopy, Appl. Surf. Sci., 140, 406 (1999).
[21] 黃英碩,表面物理課程講義SPM,清華大學物理系,2003年。

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