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鉑/鈷/氧化鎳奈米多層膜之結構與磁性質之研究

為了解決CROX stock的問題，作者鍾杉慧 這樣論述：

本研究利用雙離子束濺鍍系統製備[鉑/鈷]4/氧化鎳(20nm)多層膜，並改變(1)鈷，(2)鉑厚度及(3)利用離子束於鍍膜過程轟擊氧化鎳底層，研究微結構及交換偏壓性質。X光繞射及電子顯微鏡分析結果顯示[鉑/鈷]4/氧化鎳多層膜主要是由f.c.c.結構之鉑(a= 3.9 Å)、h.c.p.結構之鈷 (a= 2.44 Å, c= 4.04 Å)或f.c.c.結構之鈷鉑合金相與岩鹽結構之氧化鎳 (a= 4.18Å)所組成，多層膜之晶粒大小介於5~20 nm之間。第一部分我們發現鈷的厚度([鈷鉑-鉑]複合相或超晶格 [鉑/鈷]結構)跟交換偏壓效應有強烈的相依性，當鈷厚度(tco)＜1 nm時，結構產

生鈷鉑合金相，是貢獻出垂直異向性能的主要來源，樣品的易磁化方向為垂直膜面；而鈷厚度(tco)＞1 nm時，結構是由hcp相的鈷和fcc相的鉑所組成，樣品的易磁化方向為平行膜面，隨著鈷厚度的增加，其易磁化方向從垂直翻轉至平行膜面的方向。 第二部分利用不同離子束轟擊能量(End Hall voltage，VEH=70、80、100、150V)濺鍍反鐵磁層氧化鎳，以改變基底氧化鎳的優選方向結構，再覆蓋上[鉑(3 nm)/鈷(0.9 nm)]4多層膜，當VEH=70 V時，樣品的易磁化方向為垂直膜面；在X光繞射的分析發現到，顯示出鈷鉑合金相的薄膜，因為其混合熱為負值，很容易產生鈷鉑的合金，垂直的

磁異向性能是由界面處化學混合的合金相所貢獻，而VEH >70V時，樣品的易磁化方向為平行膜面，隨著VEH的增加，其易磁化方向從垂直翻轉至平行膜面的方向。第三部分不同鉑厚度多層膜，在室溫下，當外加場垂直膜面時，由於熱擾動的關係使得鈷鉑變的比較不穩定，因此沒辦法克服異向性能，所以在室溫下沒有觀察到垂直的磁異向性。但是在低溫(5K)下當外加場垂直於膜面方向時，易磁化方向為垂直於膜面，這是因為在低溫時，鈷鉑變的比較穩定的關係，較易貢獻出磁異向性。由於我們系統中的鉑厚度大於文獻提出的鉑可貢獻出垂直異向性的臨界厚度，所以在低溫量測的結果顯示垂直異向性隨著鉑厚度的增加而減少。