Browsing by Author "張鄴壬"

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    釤釔鐵石榴石薄膜的磁異向性研究
    (2022) 張鄴壬; Chang, Ye-Ren
    本論文是探討使用脈衝雷射蒸鍍法來製備生長於 YAG(111)基板上摻雜釤的釔鐵石榴石薄膜(x = 0 ~ 3.0)之磁異向性研究。從中可得知薄膜的晶體結構、表面形貌以及磁光、磁性性質。釤釔鐵石榴石的薄膜厚度是 30 至 120 nm，鍍膜溫度為 750 ℃、鍍膜氧氣壓力為3×10-1 mbar，雷射轟擊靶材的能量為 3.5 J/cm2，之後在大氣環境中使用爐管升至1050 ℃來進行 4 小時的鍍膜後熱退火。使用 X 光繞射來得知薄膜的晶體結構，從各個樣品皆有觀察到 YAG 基板(111)以及釤釔鐵石榴石薄膜的(444)繞射峰。隨著摻雜釤的比例以及薄膜厚度增加，晶格常數都會變大，晶粒大小則變化不明顯，而釔鐵石榴石與釤鐵石榴石的晶格所受的垂直應變在 x = 3.0 時從拉伸應變轉為壓縮應變。從原子力顯微術測得之表面形貌能發現到，在未摻雜釤時，表面粗糙度隨薄膜厚度的變化不明顯，但在相同厚度時，表面粗糙度則隨著摻雜釤的比例增加而遞增。而在表面顆粒方面，隨著厚度增加，顆粒也會增大。磁光法拉第效應在波長 300 ~ 500 nm 間法拉第旋轉角會隨著磁場而變化，在波長360 和 445 nm 量得明確的磁滯曲線，代表此研究的樣品有垂直面的磁異向性。隨著摻雜釤的比例與薄膜的厚度增加，磁滯曲線訊雜比會提高，法拉第旋轉角會增加，磁光磁滯曲線方正度則會隨著厚度增長而減少。振動樣品磁量儀量測平行磁場(IP)和垂直磁場(OP)的薄膜磁性，其磁滯曲線方正度用於判斷磁易軸方向。釤釔鐵石榴石薄膜的磁異軸方向則隨著比例和厚度轉變，隨著摻雜釤的比例增加，其磁異軸由 OP 轉為 IP 的臨界厚度會隨著增加。釤釔鐵石榴石薄膜的磁異向性變化為應變產生的磁異向能所造成，且可經由薄膜厚度以及摻雜釤元素的比例的變化來誘發應變。