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研究生：	王鳴輝 Wang, Ming-Hui
論文名稱：	Ni80Fe20 / Rh（111）/ Ni80Fe20 三層膜之磊晶成長及磁圓偏振二向性研究 Epitaxial Growth of Ni80Fe20 / Rh（111）/ Ni80Fe20 sandwiches and Studies of the magnetic circular dichroism (MCD)
指導教授：	黃榮俊 Huang, Rong-Jun
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	理學院 - 物理學系 Department of Physics
論文出版年：	2004
畢業學年度：	92
語文別：	中文
論文頁數：	96
中文關鍵詞：	磁圓偏振二向性、三層膜、磁性、反鐵磁耦合、銠
外文關鍵詞：	MCD, Rh, Ni80Fe20
相關次數：	點閱：139 下載：2
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　　本實驗利用分子束磊晶 (MBE) 成長 Ni80Fe20 / Rh / Ni80Fe20 三層膜，研究其交換耦合行為。由 RHEED patterns 顯示出 NiFe層及 Rh層皆為良好的 fcc(111) 結構，且隨著Rh層厚度的變化，會有交換耦合震盪的現象發生，其反鐵磁耦合的極值2.02erg/cm2發生在Rh厚度為6 Å時。實驗中並利用磁圓偏振二向性 (MCD)，研究鐵磁材料NiFe合金其各自Ni和Fe的 spin moment及orbit moment的磁貢獻。

　　Ni80Fe20 / Rh / Ni80Fe20 sandwiches grown by the molecular beam epitaxy (MBE) is presented. In these sandwiches，both NiFe and Rh layers have a fcc(111) substrate，as indicated by the RHEED patterns observed. Oscillatory indirect exchange coupling as a function of the Rh thickness is observed. The antiferromagnetic exchange coupling reached for thin Rh spacer layers：2.02erg/cm2 for 6 Å Rh.To understand the origin of spin moments and orbit moments ，we present the measurements of Ni and Fe L3,2-edge soft x-ray magnetic circular dichroism(MCD).

第一章   簡介
§1-1前言……………………………………………………………1
§1-2磁有序結構……………………………………………………4
§1-3定域模型和巡游模型…………………………………………6
    1-3-1定域模型-考慮RKKY理論………………………………6
    1-3-2巡游模型………………………………………………11
§1-4磁圓偏振二向性(MCD) ………………………………………13
§1-5相關文獻回顧…………………………………………………15
    1-5-1「Co/NM」多層膜結構…………………………………15
    1-5-2 Co/Rh/Co三層膜…………………………………………17
    1-5-3利用磁圓偏振二向性研究Py/Cr(tCr)/Py 三層膜……19

第二章 磁學理論
§2-1磁性的起源………………………………………………………22
§2-2磁異向性簡介……………………………………………………24
§2-3磁異向性的量測…………………………………………………31
§2-4 磁圓偏振二向性(MCD)…………………………………………36
    2-4-1 理論模型…………………………………………………36
2-4-2.實驗方法………………………………………………………40
    2-4-3. MCD處理方法……………………………………………42

第三章 實驗儀器介紹
§3-1 分子束磊晶系統………………………………………………45
§3-2 實驗量測儀器…………………………………………………51
    3-2-1反射式高能電子繞射儀（RHEED）………………………51
    3-2-2 X-ray 繞射儀……………………………………………53
    3-2-3 磁光 Kerr 效應儀(Magneto-Optical Kerr 
           Effect，MOKE)…………………………………………54
    3-2-4 震動式磁力計(Vibrating Sample 
           Magnetometer)…………………………………………61

第四章  實驗結果與討論
§4-0前言……………………………………………………………63
    4-0-0 目的……………………………………………………63
    4-0-1 實驗製備………………………………………………64
    4-0-2 分析（結構、磁性）…………………………………66
§4-1  [Ni80Fe20/ Rh / Ni80Fe20] 三層膜結構分析…………67
    4-1-1  反射式高能電子繞射儀（REED）……………………67
    4-1-2  X-ray…………………………………………………69
§4-2 改變 Rh成長厚度對磁性的影響……………………………72
§4-3 改變 Rh成長溫度對磁性的影響……………………………75
§4-4 MCD (磁圓偏振二向性) 研究………………………………80
    4-4-1前言……………………………………………………80
    4-4-2 分析……………………………………………………81
§4-5 PEEM (光電子發射顯微鏡)…………………………………91

第五章 結論
                                    

第一章
[1.1] P. Grünberg, R. Schreiber, Y. Pang, M.B. Brodsky, H. Sowers, Phys. Rev.
Lett. 57(1986) 2442.
[1.2] S.S.P. Parkin, N. More, K.P. Roche, Phys. Rev. Lett. 64 (1990) 2304.
[1.3] P. Bruno, Phys. Rev. B 52 (1995) 411.
[1.4] S. S. P. Parkin, Phys. Rev. Lett. 67, 3598 (1991)
[1.5] David Jiles, Introduction to Magnetism and Magnetic Materials,p278 (1991)
[1.6] S.S.P. Parkin, Phys. Rev. Lett. 67 (1991) 3598.
[1.7] R. Coehoorn, Phys. Rev. B 44 (1991) 9331.
[1.8] M.T. Johnson, S.T. Purcell, N.W.E. McGee, R. Coehoorn, J. aan de Stegge, W.
Hoving, Phys. Rev. Lett. 68 (1992) 2688.
[1.9] J. Unguris, R.J. Celotta, D.T. Pierce, Phys. Rev. Lett. 79 (1997) 2734.
[1.10] P.A. Grünberg, Sensors and Actuators A 91 (2001) 153.
[1.11] S.zoll，mmm.165，422(1997)
[1.12] P. Bruno and C. Chappert, Phys. Rev. Lett. 67, 1602 (1991)
[1.13] S. P. Parkin, Phys. Rev. Lett. 67, 3598 (1991)
[1.14] Y. Yafet, Phys. Rev. B 36 (1987) 3948.
[1.15] W. Baltensperger, J. S. Helman, Appl. Phys. Lett. 57 (1990) 2954.
[1.16] B. Hathaway, Magnetic Coupling and Magnetoresistance. 45
[1.17] S.zoll，mmm.165，422(1997)
[1.18]李宜芳，利用X光吸收及磁源偏振二向性研究Ni80Fe20/TM/ Ni80Fe20，淡江大學物力
系碩士論文(2003)

第二章
[2.1] Sóshin Chikazumi 等著，張煦、李學養譯，磁性物理學，頁52，
經連出版社(1981)
[2.2] Cullity, Introduction to magnetic materials, p207 (1972)
[2.3] C. T. Chen ，Y.U.Idzerda，H.J.Lin，Phys.Rev.Lett.75，1(1995)；J.Stohr，
MMM.200，470(1999)；J.F.Lee，APL.82，18(2003)；C. T. Chen, F. Sette, Y. Ma,
and S. Modesti, Phys. Rev. B 42, 7262 ~1990!.；

[2.4] T.Boske，W.Clemens，Phys.Rev.B.49，6(1993)；B.T.Thole，Massimo.Altarelli，
Phys.Rev.Lett.70，5(1992)

第三章
[3.1] See e.g.”Molecular Beam Epitaxy”，ed. by M . A. Herman and H.
Sitter，(Berlin Springer，1989)
[3.2] P.K. Larsen and P.J. Dobson, “Reflection High-Energy Electron
Diffraction and Reflection Electron Imaging of Surface”, (NATO
ASI Series, Series B: Physics Vol.188)
[3.3] J.P.Qian and G.C.Wang，J. Vac. Sci. Technol. A. 8, 4117 (1990)
[3.4] Voigt.W，”Magneto and Electro Optic”，Teubner，Leiptig (1908)
[3.5] Hulme，H.R.”Farady effect in ferromagnetics”，Pro.Roy.Soc.，
A135，(1932) 237
[3.6] M.J,Freiser，IEEE.Trans.On Magn.，MAG-4(2)，(1968) 152

第四章
[4.1] David Jiles, Introduction to Magnetism and Magnetic Materials,p278 (1991)
[4.2]吳柏蒼，Ni80Fe20/ Rh / Ni80Fe20三層膜隻磊晶成長與磁耦合研究，成功大學物理系
碩士論文(2003)
[4.3] P. Grünberg, R. Schreiber, Y. Pang, M.B. Brodsky, H. Sowers, Phys. Rev.
Lett. 57(1986) 2442.
[4.4] W. Baltensperger, J. S. Helman, Appl. Phys. Lett. 57 (1990) 2954.
[4.5] S. S. P. Parkin, Phys. Rev. Lett. 67, 3598 (1991)
[4.6] C. T. Chen ，Y.U.Idzerda，H.J.Lin，Phys.Rev.Lett.75，1(1995)
[4.7]E.Goering，J.Geissler，Alloys And Compounds.328，14-19(2001)
[4.8] Sette, Y. Ma, and S. Modesti, Phys. Rev. B 42, 7262 (1990)
[4.9] 19T. K. Sham, A. Hiraya, and M. Watanabe, Phys. Rev. B 55, 7585 (1997)

校內：2005-08-25公開
校外：2005-08-25公開

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