鈷,鎳/氧3x3/鎢(111) 的成長、結構、熱穩定性及磁性之研究

Abstract

本研究目的在觀察，於超高真空系統中，鈷和鎳分別在氧3x3/鎢(111)基板上的晶格結構、熱穩定性、磁性及成長。藉由歐傑電子能譜與低能量電子繞射研究這些物理特性。實驗中我們發現，在鎢(111)上曝氧後再以適當的溫度加熱，氧氣會吸附在鎢(111)表面上，並產生3x3的表面重構現象。特別的是，在薄膜成長及升溫過程中，我們可以從歐傑電子能譜儀中得知氧的訊號一直存在，而且訊號強度幾乎是固定的，此一結果暗示氧一直存在於表面上，類似介面活性劑。此外，我們也證明在鈷、鎳薄膜的成長及熱穩定性實驗中，氧扮演著非常重要的角色。在鎳/氧3x3/鎢(111)系統中，鎳的成長方式為島狀成長；在鈷/氧3x3/鎢(111)系統，鈷則是層狀成長。在熱穩定性方面，鎳/氧3x3/鎢(111)的實驗結果顯示，即使在鍍了大量(9 PML)的鎳後，還是不能明顯地觀察到潤濕層的存在；但在鈷/氧3x3/鎢(111)系統中發現了潤濕層的存在(0.33 PML)。此結果不同於在鈷/鎢(111)及鎳/鎢(111)系統之結果，鈷、鎳薄膜在加熱到凱氏溫標700度時，會形成潤濕層(1 PML)，這些結果證明了氧3x3/鎢(111)的介面對於鈷、鎳薄膜的成長及熱穩定性有極大的影響。在磁性行為上，鎳/氧3x3/鎢(111)為傾斜磁化；而鈷/氧3x3/鎢(111)則是平面方向上的磁化。