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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:蘇建宇
研究生(外文):Su, Chien-Yu
論文名稱(外文):Néel Temperature and Thickness of Surface Nickel Oxides
指導教授:潘瑋潘瑋引用關係
指導教授(外文):Pan, Wei
口試委員:陳建易陳昭翰
口試委員(外文):Chen, Chien-YenChen, Jau-Han
口試日期:2012-06-28
學位類別:碩士
校院名稱:國立中正大學
系所名稱:物理學系暨研究所
學門:自然科學學門
學類:物理學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:47
外文關鍵詞:Néel Temperatureexchange biasultrathin film
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對13 ML Ni/Cu(001)薄膜曝氧會使其表面氧化形成保護層,即使在常壓下還是鐵磁性,這個表面氧化鎳將來可以應用在spintronic上。但是這特殊的氧化鎳的其他特性如厚度及Néel溫度還有待研究。我們鍍了y ML Ni/10 ML Co/Cu(001)的薄膜,其中y = 0, 2, 3, 4, 6,接著再曝1800 L (1 Langmuir = 1 x 10-6 torr sec)的氧氣形成x ML NiO/(y-x) ML Ni/10 ML Co/Cu(001) 的薄膜。使用中能電子繞射 (MEED)來監控薄膜成長的厚度,用低能電子繞射 (LEED)來觀察薄膜表面結構。用磁光柯爾效應(MOKE) 來量測薄膜的磁性,搭配液氮冷卻系統來量測磁性隨溫度的變化。
根據exchange bias的兩個現象磁滯曲線之偏移及矯頑磁場增大,在溫度小於Néel溫度時這兩個現象會與鎳氧化物的厚度x成正比。從實驗結果exchange bias的現象只有在200 K以下才出現,故200 K為鎳氧化物的Néel溫度。對於y大於3的薄膜矯頑磁場增加現象變得不明顯,表示鎳氧化物的有效厚度為3 ML。其結果得到表面氧化鎳的基本特性,也可以解釋有此氧化鎳覆蓋之薄膜的磁性現象產生的原因。

The surface oxidation on 13 ML Ni/Cu(001) leads to surface passivation so that the film remains ferromagnetic in the ambient condition, which could be applied in spintronics. Therefore, the property such as thickness and the Néel Temperature (TN) of this Nickel oxide requires investigation. We deposited the films of y ML Ni/10 ML Co/Cu(001), where y = 0, 2, 3, 4, 6, and followed by oxygen exposure of 1800 L (1 Langmuir = 1 x 10-6 torr sec) for the formation of x ML NiO/(y-x) ML Ni/10 ML Co/Cu(001). The thickness was monitored by medium energy electron diffraction (MEED), and the structure was resolved by low energy electron diffraction (LEED). The magnetic property was analyzed by magneto-optical Kerr effect (MOKE), and with the help of the liquid nitrogen cooling system can get the magnetic property versus the temperature.
According to the exchange bias, shifting of the hysteresis loop and coercivity enhancement is in proportion to thickness x at the temperature below TN. The exchange bias is observed only at the temperature below 200 K, indicating the TN. Additionally, for the films with y above 3, the coercivity enhancement is not obvious, which indicating the effective thickness of the surface Ni oxides is 3 ML. The results provide significant information to answer the fundamental property of the Ni oxide by surface exposure and the origin that induces the various magnetic phenomena of the films covered by the Ni oxide.

第一章 前言
第二章 基本概念
2-1 磁性超薄膜
2-2 EXCHANGE BIAS
第三章 實驗設備與流程
3-1 超高真空系統
3-2 殘餘的氣體分析儀
3-3 低能電子繞射
3-4 中能電子繞射
3-5 磁光柯爾效應
3-6 實驗流程
第四章 結果
4-1 薄膜結構
4-2 曝氧前後磁滯曲線的變化
4-3 經過加磁場冷卻後磁滯曲線隨溫度的變化
第五章 討論
5-1 氧化鎳薄膜之厚度與NÉEL溫度
5-2 曝氧後薄膜之結構
5-3 鎳氧化物覆蓋之薄膜
第六章 結論
參考資料


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