Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11455/9885
標題: Structural and magnetic characterization of ion-beam deposited NiFe/Co-oxide bilayers
離子束濺鍍鎳鐵/氧化鈷薄膜之結構及磁性研究
作者: 林福泰
關鍵字: 鎳鐵;氧化鈷;交換偶合;離子束濺鍍
出版社: 材料工程學研究所
摘要: 
反鐵磁性/鐵磁性薄膜界面之交換偶合作用(exchange coupling)為過去幾年之研究課題。此界面磁反應特性廣泛應用於磁感測器及磁性隨機存取記憶體(MRAM)等奈米磁儲存科技。本研究利用雙離子束濺鍍技術製作氧化鈷/鎳鐵雙層薄膜。鎳鐵薄膜由Kaufman離子源直接濺鍍鎳鐵複合靶材而得。氧化鈷薄膜由End Hall離子源之氧/氬混合氣體撞擊基材並動態氧化鈷原子而得。
掃描式電子顯微鏡觀察Ni80Fe20、Co-oxide薄膜得知其為平滑且均勻之薄膜。XRD研究結果顯示,鎳鐵薄膜為面心立方(f.c.c.)結構,其晶格常數a = 3.53 Å。氧化鈷薄膜則隨著輔助離子束氧含量的增加而由岩鹽(rock-salt)結構的CoO(8 %O2,a = 4.27 Å)變為尖晶石(spinel)結構的Co3O4(30 %O2,a = 8.24 Å)。TEM研究結果顯示,氧化鈷晶粒尺寸介於3∼20 nm之間,與XRD結果符合。此外,TEM截面試片的結果顯示,鎳鐵與氧化鈷薄膜之生長模式為垂直於基材表面的柱狀結構。
在磁性方面,VSM的結果顯示,在T = 289 K時,鎳鐵/氧化鈷(輔助離子束8%O2)雙層薄膜之矯頑磁力為Hc = 25 Oe,較Ni80Fe20/Co或Ni80Fe20/Co-oxide(輔助離子束16∼34%O2)為高,此增強之Hc為鎳鐵層(鐵磁性)與氧化鈷層(反鐵磁性)之交換偶合作用所致。SQUID Magnetometry的結果顯示,鎳鐵/氧化鈷(Ni80Fe20/Co-oxide)雙層薄膜之矯頑磁力(Hc)、交換偏壓(Hex)與溫度間存在一強烈的相依性。輔助離子束8% O2與34% O2樣品之Hc與Hex皆隨溫度的上升而下降。在T = 10 K時,高氧含量(34% O2)之雙層薄膜,其交換偶合強度(|Hex|= 198 Oe)大於低氧含量(8% O2)之雙層薄膜者(|Hex|= 124 Oe)。
URI: http://hdl.handle.net/11455/9885
Appears in Collections:材料科學與工程學系

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