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研究生: 侯詠智
論文名稱: 紅熒烯與鈷在矽(100)上形成複合材料的結構與磁性研究
Structures and magnetic properties of composite films containing Cobalt and Rubrene
指導教授: 蔡志申
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 物理學系
Department of Physics
論文出版年: 2013
畢業學年度: 101
語文別: 中文
論文頁數: 123
中文關鍵詞: 紅熒烯混鍍磁光柯爾效應結構
論文種類: 學術論文
相關次數: 點閱:207下載:16
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  • 本實驗室利用磁光柯爾效應儀(MOKE)、原子力顯微鏡(AFM)與X光繞射儀(XRD),來分析使用磁控濺鍍的鈷(Cobalt)與蒸鍍的紅熒烯(Rubrene)在矽(Si(100))基板上的結構與磁特性,第一部分先探討Co/Si(100)的不同濺鍍功率的表面結構與磁特性,再來是Rubrene/Si(100)的不同溫度與不同厚度之表面結構,Co/Si(100)於所有濺鍍功率都會有三角錐結構,只是濺鍍功率低的比例較少,而Rubrenen/Si(100)於不同的溫度與時間都會有結構上的變化,但無論是改變蒸鍍溫度或時間,表面的堆積過程是雷同的,都是由顆粒狀轉變為網狀結構。第二部分將不同的鈷與紅熒烯混合比例分成三組,第一組Co0.5Rubrene0.5/Si(100)、第二組Co0.6Rubrene0.3/Si(100)、第三組Co0.75Rubrene0.25/Si(100),改變鈷的鍍率但紅熒烯的蒸鍍條件完全相同,分析結構與磁性之間相互影響之現象。這三組皆無三角錐結構,第一組樣品表面平整,且矯頑力與表面粗糙度相關,表面粗糙度越大矯頑力越大。第二組與第三組較薄的前幾個樣品開始出現顆粒狀結構,且矯頑力與顆粒大小相關,顆粒越大矯頑力越大。為後一個部分是將Co0.5Rubrene0.5/Si(100)與Co0.75Rubrene0.25/Si(100)這兩組的紅熒烯使用酒精沖洗掉,分析其表面結構與磁性的關係,發現這兩組表面有不一樣的成膜方式,但相同的是洗掉紅熒烯會將部分懸浮的鈷粒一起帶走,所以洗掉紅熒烯後的矯頑力比洗掉前小。

    第一章 緒論.......................................6 第二章 基本原理 2-1 系統物介紹...................................7 2-1-1 矽(Silicon)..............................8 2-1-2 鈷(Cobalt)...............................9 2-1-3 紅熒烯(Rubrene)..........................11 2-2 奈米薄膜製成與沉積原理 2-2-1 奈米薄膜製程..............................11 2-2-2 沉積原理.................................12 2-3 磁性物質 2-3-1 磁性物質的分類............................16 2-3-2 磁化過程.................................23 2-4 濺鍍 2-4-1 濺鍍原理.................................25 2-4-2 電漿....................................26 2-4-3 電漿濺鍍.................................26 2-4-4 直流濺鍍.................................27 2-4-5 射頻濺鍍.................................28 2-4-6 自生偏壓效應..............................28 2-4-7 磁控濺鍍.................................29 2-4-8 其他改良型濺鍍槍...........................30 第三章 儀器設備與工作原理 3-1超高真空系統..................................31 3-1-1 超高真空腔................................31 3-1-2 抽氣系統..................................31 3-1-3 機械幫浦..................................32 3-1-4 渦輪分子幫浦...............................32 3-1-5 氣體流量控制器..............................34 3-1-6 壓力量測系統................................34 3-1-7 蒸鍍系統...................................34 3-1-8 濺鍍系統...................................34 3-2 原子力顯微鏡(AFM) 3-2-1 起源......................................35 3-2-2 原理......................................36 3-2-3 儀器構造...................................36 3-2-4原子力顯微鏡(AFM)的種類.......................37 3-3 X-光繞射(XRD) 3-3-1 X-光繞射儀之應用............................38 3-3-2 原理.......................................39 3-4 大氣磁光科爾效應儀 3-4-1 磁光柯爾效應理論.............................40 3-4-2 磁光科爾效應儀器裝置..........................42 3-4-3 磁光柯爾效應儀操作............................45 第四章 實驗結果與討論 4-1實驗方法 4-1-1樣品的製備與清潔...............................48 4-1-2鈷薄膜表面結構與濺鍍速率........................49 4-1-3紅熒烯薄膜表面結構與濺鍍速率.....................68 4-2 鈷薄膜混紅熒烯薄膜/矽基底 4-2-1鈷混紅熒烯薄膜(1:1)/矽基底.....................81 4-2-2鈷混紅熒烯薄膜(2:1)/矽基底.....................89 4-2-3鈷混紅熒烯薄膜(3:1)/矽基底.....................99 4-2-4鈷混紅熒烯薄膜/矽基底的結果討論.................107 4-2-5洗去紅熒烯後的比較............................111 4-2-6洗去紅熒烯後的結果討論.........................119 第五章 結論.........................................120 第六章 參考資料......................................122

    [1] V. Podzorov, V. M. Pudalov, and M. E. Gershenson, Phys. Lett. 82, 1739 (2003)
    [2] Haruka Kusai, Shinji Miwa, Masaki Mizuguchi, Teruya Shinjo, Yoshishige Suzuki, Masashi Shiraishi, Chemical Phys. Lett. 448 (2007)
    [3] Kobashi Koji, "2.1 Structure of diamond", Diamond films: chemical vapor deposition for oriented and heteroepitaxial growth, Elsevier, 9 (2005)
    [4] 李乃平,微電子器件工藝,華中理工大學出版社,武漢市 (1995)
    [5] M. T. Kief and W. F. Egelhoff, Jr. Phys. Rev. B 47, 10785 (1993)
    [6] Lee, B.; Alsenz, R.; Ignatiev, A.; Van Hove, M. (1978). Phys. Rev. Lett. B 17 (4): 1510
    [7] Oana Diana, Jurchescu "Molecular organic semiconductors for electronic devices" chapter Low Temperature Crystal Structure of Rubrene Single Crystals Grown by Vapor Transport, Groningen (2006)
    [8] V. alek dediu, luis e. hueso, ilaria bergenti and Carlo taliani Nature Materials 8, Italy (2009)
    [9] Vitaly Podzorov, Matthew F. Calhoun, and Michael E. Gershenson, Phys. Rev. Lett. 96, 056604 (2006)
    [10] Y. Luo, M. Brun, P. Rannou, and B. Grevin , phys. stat. sol. (a) 204, No. 6, 1851 (2007)
    [11] 林彥君,國立成功大學碩士論文(2007)
    [12] M. Nothaft and J. Pflaum*, phys. stat. sol. (b) 245, No. 5, 788–792 (2008)
    [13] J.A. Thorntion, J. Vac. Sci. Technol. A,4,0734 (1986)
    [14] J. A. C. Bland and B. Heinrich, Ultrathin Magnetic Structure I ,Springer, New York (1994)
    [15] C. Kittel, Introduction of Solid State Physics. 7th ed, Jhon Wiley & Sons inc., New York (1996)
    [16] D. J. Griffiths, Introduction of Electrodynamics, Addison Wesley, New York (1981)
    [17] A. Hubert, R. Schafer, Magnetic Domain, Springer Berlin Heidelberg, New York (1998)
    [18] J. Nogues and I. K. Schuller ,J. Magn. Magn. Mater. 192, 203 (1999)
    [19] 蔡志申,物理雙月刊(廿五卷五期)605 (2003)
    [20] Y.E. Wu, J.S. Tsay, S.C. Chen, T.Y. Fu and C.S. Shern, Jpn. J. Appl. Phys. 40,825 (2001)
    [21] J. D. Jackson, Classical Electrondynamics 3rd ed.,Chap. 8,p.352 ,John Wiely & Sons, New York (1999)
    [22] R.F. Willis, Prog. Surf. Sci. 54, 277 (1997)
    [23] 李世鴻,“積體電路製程技術”, 五南書局出版公司 (1998)
    [24] 陳建人,真空技術與應用,行政院國家科學委員會精密儀器發展中心 (1994)
    [25] 曾筱嵐,國立台灣師範大學碩士論文 (2002)
    [26] 產品目錄,MeiVac, Inc.,Taiwan (2007)
    [27] 產品目錄,advanced energy industries, Inc.,Taiwan (2007)
    [28] Giessibl, Franz J. "Advances in atomic force microscopy". Reviews of Modern Physics 75: 949 (2003)
    [29] G.Binning, C. F. Quate, and Ch. Gerber, “Atomic Force Microscopy”, Physical Review Letters, 56 (1986)
    [30] Skoog, D.A.; Holler, F.J.; Crouch, S.R. Principles of Instrumental Analysis. Sixth Edition, Thomson Brooks/Cole, USA (2007)
    [31] Glatter, O.; O. Kratky. Small Angle X-ray Scattering. Academic Press. 1982
    [32] David Jiles, "Introduction to Magnetism and Magnetic Materials", Chapman & Hall, London (1991)
    [33] Z.Q. Qiu, S.D. Bader , Rev. Sci. Instrum, 71,1243 (2000)
    [34] Z.Q. Qiu, J.Pearson and S.D Bader Phys. Rev. B ,45, 7211 (1992)
    [35] A. Hubert, R. Schafer, Magnetic Domain, New York (1998)
    [36] 產品目錄,Unice E-O Services Inc.,Taiwan (2003)
    [37] D. R. Lide, Handbook of Chemistry and Phys.,72nded., Chemical Rubber Publishing Company, England (1991)
    [38] C. P. Liu, J. J. Chang, S. W. Chen, H. C. Chung, Y. L. Wang, Appl. Phys. A 80 (2005)
    [39] Z.A. Matysina: Mater. Chem. Phys. 60, 70 (1999)
    [40] 許智瑜,國立臺灣師範大學碩士論文 (2012)
    [41] Weinberger, P. "John Kerr and his Effects Found in 1877 and 1878". Philosophical Magazine Letters 88 (12): 897 (2008)
    [42] D. Käfer , G. Witte, Chem. Phys. 7, 2850 (2005)
    [43] Natalie Stingelin-Stutzmann, Edsger Smits, Harry Wondergem, Cristina Tanase, Paul Blom, Paul Smith, Dago de Leeuw, Nature Materials , 4, 601 (2005)

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