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研究生：	周廷璁 Chou, Ting-Tsung
論文名稱：	鈷-氧化鋅奈米複合材料之高溫退火磁阻效應 The high-temperature annealing effect to magnetoresistance of Co/ZnO nanocomposite
指導教授：	黃榮俊 Huang, Jung-Chun
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：	2008
畢業學年度：	96
語文別：	中文
論文頁數：	127
中文關鍵詞：	磁阻
外文關鍵詞：	magnetoresistance
相關次數：	點閱：54 下載：3
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本論文利用分子束磊晶成長鈷/氧化鋅[(Co/ZnO)30]顆粒膜樣
品，在固定比例下進行不同時間高溫退火並研究磁電傳輸性質。其目
的是去了解除了氧化層對磁阻的影響外，鐵磁顆粒的變化對磁阻的影
響為何。
我們利用X 光(X-ray)繞射及吸收光譜(X-ray Absorption
spectroscopy, XAS)來分析退火前後之結構變化。利用阻抗量測來分
析氧化層缺陷的變化；此外，藉由電阻和溫度的結果佐證，我們認為
氧化層之變化不是磁阻變化的主因。進一步探討鐵磁顆粒其結構和磁
性上的分析，發現鐵磁顆粒的體積變化和磁阻上的結果相對應的。因
此，我們認為在高溫成長與退火下磁性金屬顆粒變化對磁阻所產生的
效應，其原因可能是高溫退火導致鐵磁顆粒之結構明顯變化，增加其
鐵磁耦合能，使磁阻下降。

We use Molecular Beam Epitaxy (MBE) to fabricate (Co/ZnO)30
nanocomposite under high temperature (400℃). As-deposited
samples annealed at high temperature with different time period.
Structure, transport and magnetic properties were respectively
investigated to clarify effect of ferromagnetic particles and
oxide defects on magnetoresistance (MR).
Structure of Co/ZnO nanocomposite due to vacuum annealing is
characterized by x-ray diffraction and absorption spectra.
Analysis of Impedance spectra and temperature-dependent
resistivity show that defects in oxide are not responsible for the change of MR (2.5% to 0.8%). Furthermore, the structure analysis and magnetic measurement are also consistent with the MR reduction due to annealing. In conclusion, we think that the reduction of MR can be attributed to the increasing volume of the ferromagnetic particles due to annealing at high temperature annealing.

第一章   序論
1-1   磁阻之簡介.......................................1
1-2   巨磁阻的歷史.....................................3
   1-3   氧化鋅薄膜特性簡介...............................6
   1-4   文獻回顧.........................................8
          1-4-1 磁性顆粒在鐵磁合金的磁阻回顧..............8
          1-4-2 金屬氧化物顆粒膜的磁阻回顧...............13
          1-4-3 高頻量測回顧.............................22
   1-5   研究動機........................................24

第二章   理論簡介
2-1   磁學理論........................................27
2-2   鐵磁性原理......................................31
2-3   磁阻簡介........................................34
2-4   巨磁阻介紹與理論................................37
2-5   電子傳輸理論....................................41
2-6   高頻理論........................................46

第三章   儀器介紹與實驗步驟
   3-1   實驗製成儀器-分子束磊晶系統.....................50
          3-1-1  薄膜磊晶成長模式........................55
   3-2   實驗量測儀器....................................57
          3-2-1  X-ray繞射儀.............................57
          3-2-2  超導量子干涉磁量儀......................58
          3-2-3  X-ray吸收光譜...........................60
          3-2-4  磁阻效應量測............................69
          3-2-5  霍爾效應量測............................70
          3-2-6  高頻量測儀器............................71
          3-2-7  直流電阻實驗儀器裝置....................72
   3-3   實驗步驟........................................75
          3-3-1  系統真空環境之準備......................75
          3-3-2  基板的準備..............................76
          3-3-3  成長樣品................................77
第四章   實驗結果與分析
   4-1   樣品製備與選擇..................................81
   4-2   磁阻分析........................................85
   4-3   氧化層的討論....................................89
          4-3-1 結構量測.................................89
          4-3-2 電阻率之探討.............................90
          4-3-3 高頻量測.................................92
          4-3-4 電阻率對溫度之量測.......................95
          4-3-5 小結....................................100
   4-4   金屬部分討論...................................101
          4-4-1結構.....................................101
          4-4-2磁性上的量測.............................106
          4-4-3小結.....................................111
第五章   結論...........................................113
                                    

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校內：2009-08-13公開
校外：2009-08-13公開

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