紅熒烯/鈷雙層結構在矽(100)上的結構與磁性研究

Abstract

我們利用原子力顯微鏡(AFM)、磁光柯爾效應儀(MOKE)以及與外校合作的X光繞射儀，去探測磁控濺鍍的鈷(cobalt)與蒸鍍的紅熒烯(Rubrene)在矽(Si)(100)基板上的結構與磁性，首先第一部分探討單一種材料Co/Si(100)與Rubrene/Si(100)的磁特性、表面結構以及整體結構，鈷有hcp結構，紅熒烯有網狀結構且在450 K與550 K兩個溫度退火後，結構變差。再來第二部分兩種材料順序不同分成三組，第一組Co/rubrene/Si(100)、第二組中間Rubrene退火Co/Rubrene-550k/Si(100)，以及第三組Rubrene/Co/Si(100)三組，磁特性與結構的不同，以及結構與磁性的相互影響。第一組與第二組矯頑力與表面粗糙度相關，表面粗糙度越大，矯頑力越大。第三組上層紅熒烯薄膜會衰減殘磁與飽和磁化量的強度。最後一部分由於應用元件常以多層膜方式來製作，可以增進由介面效應所引致的特殊磁特性，以及增進各磁性層間的交換耦合作用影響，第三部分分析多層膜(20 nm Rubrene/40 nm Co)7/Si(100)的磁性與結構，每一層鈷的結構再蒸鍍上紅熒烯後都會重新恢復平坦表面，且矯頑力更小。