鈷薄膜在鐵白金上成長之磁特性研究

Abstract

本實驗在超高真空下進行，不同退火溫度的2 ML Fe/Pt(111)上成長Co超薄膜，並且對其進行退火處理的表面結構、成分組成以及磁特性研究，使用分子束磊晶的技術成長Fe及Co超薄膜，並利用低能量電子繞射儀，歐傑電子能譜儀以及磁光柯爾效應儀，探測樣品的表面結構、成分組成以及磁特性的研究，熱退火處理對Fe/Pt(111)系統中，當退火溫度超過570 K後，從歐傑訊號的變化可以看出 Fe/Pt介面形成了Fe-Pt表面合金，造成其矯頑力與柯爾訊號大幅提升。接著在不同Fe-Pt合金形成溫度的系統中成長Co薄膜，發現飽和磁化量與殘磁柯爾訊號受原子磁矩等量的增加而呈線性的增長，且矯頑力隨著膜厚上升達最大值，推測矯頑力上升是由於Co與下方Fe-Pt介面形成交換耦合作用之影響，並且在較低的Fe-Pt合金形成溫度，矯頑力提升的幅度較高。而後在Co/Fe-Pt/Pt(111)退火對磁特性影響的研究中，樣品溫度對磁性的影響在不同Fe-Pt合金形成溫度的系統中極為相似，可以發現其磁性隨樣品溫度在600 K以下時，受熱效應影響而下降，在600 以上時由於交換耦合與熱效應同時的影響使得磁性降低。在退火方面，Co/ Fe-Pt/Pt(111)系統中，矯頑力在600左右上升至穩定，750 K後又繼續上升，推測第一階段的上升應是Fe與Pt形成合金造成此趨勢，而第二階段的上升為Co與Pt形成合金造成，而飽和磁化量及殘磁柯爾訊號，升溫退火Co/ Fe-Pt/Pt(111)系統相似，皆無明顯變化，僅在Co/Fe-Pt/Pt(111)系統中，可以看到在600 K以下時柯爾訊號緩降，600 K以上快速下降，推測此差異應是由於Co薄膜與Fe-Pt介面的交換耦合效應。