CoO/Co超薄雙層結構在半導體基底上之磁性研究

Abstract

本研究是在超高真空環境下使用蒸鍍方式成長Co、氧壓下鍍Co方式成長CoO，成長CoO/Co超薄雙層結構於Ge(100)與Si(111)上。以歐傑電子能譜儀與反射式高能量電子繞射儀進行表面組成分析，並以表面磁光柯爾效應儀進行室溫與以1 kOe外場冷卻下之磁性性質分析。在Co/Ge(100)上，要出現交換偏向效應需要10 ML的CoO層，而隨著CoO層厚度由10 ML增加到40 ML，阻隔溫度會由169 K增加到231 K。隨著CoO層厚度增加，CoO/Co/Ge(100)會出現環狀繞射圖形，代表更規則化。水平膜面方向的最大交換偏向場出現在25 ML CoO/ 25 ML Co/Ge(100)系統中，HE = 460 Oe，這比在CoO/Co/Ge(111)上所觀測到的小，且出現最大交換偏向場的厚度也較厚。CoO/Co/Si(111)也是有傾斜出膜面的異向性，且介面也會有化合，由於CoO層為多晶，導致交換偏向場會較小。Co/Ge(100)與Co/Si(111)都是磁化易軸接近水平膜面的方向，因此垂直膜面方向的矯頑磁力會叫水平膜面方向的大，導致在量測交換偏向效應時，垂直膜面方向因矯頑磁力超過本系統量測場(2 kOe)而無法的到可信的垂直膜面方向之交換偏向場。