銀—鈷超薄膜在鉑（111）表面的磁性探討

Study of magnetism of Ag-Co ultrathin films on Pt(111) surface

陳宿惠(Su-Hui Chen)

指導教授 ： 沈青嵩

國立臺灣師範大學/理學院/物理學系/碩士(1999年)

摘要

本實驗以實驗室自製的表面磁光柯爾效應儀(Surface Magneto-Optical Kerr Effect，SMOKE)進行銀-鈷超薄膜的表面磁性研究。配合歐傑電子能譜術(Auger Electron Spectroscopy，AES)鑑別樣品清潔及表面成分。鍍膜時，利用歐傑訊號強度比，計算出薄膜厚度。並配合低能量電子繞射儀(Low Energy Electron Diffractometer，LEED)，研究表面結構。加上離子濺射，來了解經過退火效應後，界面組成成分的變動。
在Pt(111)表面鍍上2ML的鈷超薄膜之後，再鍍上1ML的銀超薄膜，發現在鍍上非磁性的銀薄膜之後，柯爾訊號(Kerr signal)如預期中並無變化。而矯頑磁場Hc(coercive field)有些許增大。然而，再繼續鍍銀上去，Hc並未隨著銀厚度的繼續增加而有增大。接著使樣品經過710K的退火溫度後，發現到不僅柯爾訊號增強，而且矯頑磁場也增強許多。
對1ML Ag/1ML Co/Pt(111)進行磁性探測，使樣品經過710K的退火溫度後，在降溫過程中意外發現到，大約在475K(約200℃)左右仍有柯爾訊號。但是，將樣品繼續降回室溫，竟然發生柯爾訊號消失的奇特現象。而且，再將溫度升到475K左右，柯爾訊號又出現，再降回室溫又消失，重複好幾次皆是如此，具有可回復(reversible)的特性。經過仔細研究，發現是由於在降到室溫左右的時候，矯頑磁場Hc之量值有明顯的增加。因此，外加有限的磁場大小，無法量測出柯爾訊號。實際上，柯爾訊號仍然存在，只是因為Hc變得很大，導致量測不到柯爾訊號。
為了了解此一現象的物理意義，我們由AES、LEED及紫外光電子能譜術(Ultraviolet Photoelectron Spectroscopy，UPS)來探討物理原因，觀察在475K左右及室溫的變化情形。從LEED及UPS並未發現到有明顯的變化。不過，由AES訊號，我們觀察到在475K左右的時候，鈷和銀的歐傑訊號，有些微的下降，表示有部分的鈷原子和部分的銀原子往下擴散。而降回室溫時，鈷和銀的歐傑訊號，又有些微的上升，表示部分的鈷原子和部分的銀原子往上移動。所以，我們初步研判，在高溫時，鈷和白金的界面較為重要。而在低溫時，變成鈷和銀的界面較為重要，導致矯頑磁場增大，使得柯爾訊號量測不到。

關鍵字

表面磁光柯爾效應 ； 磁性 ； 銀鈷超薄膜

參考文獻

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