鐵磁薄膜居禮溫度變動的研究

Abstract

摘要 我們以磁光柯爾效應儀（SMOKE）對超薄膜進行磁性的探討，由實驗室之前的研究以經知道1 ML Co / Pt (111)、 2 ML Co / Pt (111)、1 ML Co / 1 ML Ni / Pt (111)、1 ML Ni / 1 ML Co / Pt (111)這四種樣品的結構與磁性變化，而我們實驗主要的研究課題為，這四種樣品在不同的退火溫度下，其居禮溫度的變動為何？ 1 ML Co / Pt (111)、 2 ML Co / Pt (111)這兩樣品，隨著溫度的升高因為Co、Pt原子d軌道電子混雜與Co-Pt合金的形成，造成垂直磁異向性增強的現象。 我們發現這四種樣品在不同的溫度退火20分鐘後，其居禮溫度皆隨著溫度的升高而降低，而且隨著樣品厚度的增加，相對應的居禮溫度也較高。這四種樣品在經過升溫退火效應後，因為合金的形成，使得其磁性與未升溫前的樣品不相同。另外我們也發現這四種樣品在不同溫度退火20分鐘後，在將溫的過程中，其矯頑磁場與樣品溫度的關係曲線有一特殊的趨勢，也就是Hc隨著溫度有階梯狀現象的下降。 由實驗室之前的研究，我們知道1 ML Co / Pt (111)樣品易軸方向為垂直樣品表面，而Ni原子鍍在Pt（111）上時在4 ML以內是測不出磁滯曲線的，也就是說這兩種原子鍍在Pt (111)上因為介面的不同所以磁性也不相同，1 ML Ni / 1 ML Co / Pt (111)樣品因為與基底接觸的介面為Co原子，所以剛準備好樣品時可以測量到磁性，甚至因為鍍了1 ML的Ni造成磁性比1 ML Co / Pt (111)樣品還強的現象，而1 ML Co / 1 ML Ni / Pt (111)樣品與基底接觸的介面為Ni原子，所以樣品的磁性受到Ni原子主導，剛準備好的樣品是測不出磁性的，雖然Co、Ni原子皆在相同的溫度先混合，也在相同的溫度往Pt基底擴散，但是由我們的實驗結果卻發現，這兩樣品在相同的退火溫度下，因為Co原子喜歡和Pt原子接觸在一起，所以兩樣品中Co、Ni原子行為不同造成其居禮溫度的差異。 由以上磁性與居禮溫度的測量，我們知道Co、Ni原子對磁性造成的影響，而樣品隨著退火溫度的改變其居禮溫度的變化，希望對於磁光記憶材料的研究有很大的幫助。