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系統識別號 U0002-2508201415032500
中文論文名稱 利用X光吸收光譜和磁圓偏振二向性研究三層膜Pd/Co/Pd/Al2O3的電子結構及磁性特質
英文論文名稱 Magnetism and Electronic Structure of Pd/Co/Pd/Al2O3 Trilayer Studied by X-ray Absorption Spectroscopy and Magnetic Circular Dichroism
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 物理學系碩士班
系所名稱(英) Department of Physics
學年度 102
學期 2
出版年 103
研究生中文姓名 高肇鴻
研究生英文姓名 Chao-Hung Kao
學號 600210230
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2013-06-20
論文頁數 54頁
口試委員 指導教授-彭維鋒
委員-杜昭宏
委員-王柏堯
中文關鍵字     退火  合金  吸收譜  垂直磁性 
英文關鍵字 Pd/Co/Pd  XMCD  XANES  EXAFS  Alloy  PMA 
學科別分類 學科別自然科學物理
中文摘要 此篇之研究報告發現Pd/Co/Pd三層膜結構透過退火處理產生垂直磁異向性 (Perpendicular Magnetic Anisotropy, PMA),藉由X 光吸收近邊緣結構(X-ray Absorption Near Edge Structure)以及延伸X 光吸收精細結構(Extend X-ray Absorption Fine Structure)結果對比合金樣品,可以發現退火效應誘發合金結構。進一步利用X光磁圓偏振二向性(X-ray Magnetic Circular Dichroism)可以發現退火效應導致樣品軌道/自旋磁矩比增強因而改變樣品的磁性異向性,因此我們推論Pd/Co/Pd三層膜透過了退火改變了結構同時也誘發了樣品的垂直磁異向性。
英文摘要 In Pd/Co/Pd trilayers, we report that the perpendicular magnetic anisotropy (PMA) can be induced by a modification of Pd-Co interface through the post-annealing. By means of magneto-optical Kerr effect, X-ray absorption near-edge structure, extended X-ray absorption fine structure, and X-ray magnetic circular dichroism, we demonstrate that the post-annealing could lead to formation of alloy-like Co structure above the preceding Pd-Co interface. Such interface structure could enhance the PMA owing to the characteristics of perpendicular crystalline anisotropy.
論文目次 目 錄
致謝 Ⅰ
中文摘要 Ⅲ
英文摘要 Ⅳ
目錄 Ⅴ
圖表目錄 Ⅶ
第一章、 緒論 1
1-1. 磁性多層膜簡介 1
1-2. Pd/Co/Pd與Pd-Co合金之磁性特性 1
第二章、 實驗技術 5
2-1. 同步輻射 5
2-2. X光吸收光譜簡介 6
2-2-1. 吸收截面與E0值 8
2-2-2. X光吸收近邊緣結構 9
2-2-3. X光延伸吸收精細結構 10
2-2-4. 實驗方法 15
2-2-5. 數據分析 19
第三章、X光磁圓偏振二向性簡介(XMCD) 23
3-1. 理論模型 23
實驗方法 26
第四章、實驗數據分析與討論 27
4-1.樣品製備與磁性量測 27
4-2.穿透式電子顯微鏡(TEM) 31
4-3.延伸X光吸收光譜精細結構(EXAFS) 33
4-4.X光近吸收邊緣結構(XANES) 37
4-5. X光磁圓偏振二向性譜(XMCD) 40
第五章、結論 49
參考文獻 52

圖表目錄
圖1-1.樣品示意圖 3
圖1-2.MOKE量測之樣品磁滯曲線 4
圖1-3.合金薄膜樣品垂直異向性(Ku)及飽和磁化率(Ms)隨Co濃度變化圖 4
圖2-1.光子能量與銅吸收截面關係圖 7
圖2-2.XANES與EXAFS分界圖 12
圖2-3.光電子平均自由路徑與能量關係圖 12
圖2-4.單一散射與多重散射之圖像
(a)為單一散射路程示意圖 (b)為多重散射路程示意圖 13
圖2-5.射出電子受鄰近園子的備向散射,而產生干涉現象
(a)建設性干涉 (b)破壞性干涉 14
圖2-6.X光吸收光譜實驗示意圖 16
圖2-7.三種光譜量測方法 18
圖2-8.X光吸收光譜之數據分析流程 19
圖3-1.Co L3,2-edge吸收光譜。實線和虛線分別表示Co對正磁場和負磁場的X光吸收光譜 26
圖4-1.鍍槍工作原理 28
圖4-2.三層膜樣品真空MOKE圖 30
圖4-3.合金樣品真空MOKE圖 30
圖4-4 樣品TEM量測結果及厚度示意圖 33
圖4-5.樣品As-grown及Annealed之EDS分析結果 33
圖4-6.Co K-edge EXAFS傅立葉轉換圖 36
圖4-7樣品退火前後合金結構分佈示意圖 38
圖4-8.Pd L3-edge一系列樣品的圖譜以及對Pd foil的差譜 39
圖4-9.XMCD 實驗設置示意圖 41
圖4-10.正負磁場下三層膜樣品之Co L3,2-edge及XMCD譜圖與積分圖 42
圖4-11.X正負磁場下合金樣品之Co L3,2-edge及XMCD譜圖與積分圖 43
圖4-12.樣品示意圖及TEY訊號穿透深度示意圖 48

表4-1.樣品Sum rule計算結果 44

表4-2. Annealed與As-grown 矯頑力與morb/mspin個別之比例 48



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