鎳鐵合金磁性金屬薄膜之電性量測

Measurement of the electrical property of NixFe1-x metallic films

曾囿富(Yu-Fu Tzeng)

指導教授 ： 呂助增

國立清華大學/理學院/物理學系/碩士(2008年)

https://doi.org/10.6843/NTHU.2008.00233

摘要

我們所研究的材料是俗稱 “導磁合金”(permalloy)，主要由不同成分比例的鎳鐵所組合的合金。從一些文獻記載，對這一類型的合金主要探討鎳的含量從35%至100% 的磁性。譬如研究磁晶異向性(magnetic crystal anisotropy)、磁致伸縮(magnetostriction)，以及經由熱退火後的磁致伸縮。另外有人實際作出實驗數據，顯示在Ni79Fe21 此比例擁有最大的導磁係數，尤其是在經過加熱之後以不同的冷卻方式做處理。因此關於這一類型的合金的磁性已經有完善的記載，而我們欲用蒸鍍方式去成長出這一類型的合金，並且研究它們的電性。此外值得一提的是藉用蒸鍍法沉積出的樣品易自然形成晶格缺陷與雜質，所以本文亦會針對這方面多做討論。
當載子在固態傳輸時，做溫度對電阻的響應變化，對於良導體我們可以藉用半古典的Bloch-Gruneissen’s formula，其已經可以提出很好的解釋，即電阻溫度係數(TCR)為正的情況下。但是假如晶格內雜質濃度提高或是晶格缺陷嚴重時，此時針對此狀況就不能使用傳統的物理模型。因為後者是最近1980年代Mott、Kaveh提出一套新的物理機制去作修正，所以我們把這些狀況統稱為非正常態金屬。
本論文主要是探討利用蒸鍍機的方式，沉積一層不同比例的鎳鐵薄膜於矽基板上，用四點量測方法紀錄電子在直流下傳輸時溫度和電阻的對應關係；接著針對正常態金屬和非正常態金屬現象，我們提出一套合理的模型做擬合。最後我們用磁力顯微鏡觀察不同比例的鎳鐵之磁區結構。

關鍵字

鎳鐵合金

參考文獻

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[3] Soshin Chikazumi著 張煦、李學養合譯 “磁性物理學” 聯經出版社

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