鈷碳多層膜樣品主要透過真空鍍膜系統與快速熱退火來進行樣品的製作。由 於此樣品主要是由鈷金屬碳材料之間的界面效應所引致的磁交互異相性。因此需 判斷碳材料是否因快速熱退火後與鈷的界面具有石墨化的產生，因此選擇透過穿 隧式電子顯微鏡來進行結構上的分析與判斷。
磁特性的量測，藉由本實驗室的磁圓偏振二色性光譜儀來進行量測，再搭配 高敏感度的超導量子干涉儀來相互驗證與分析，整體實驗設計流程如圖3-1。
圖3-1 實驗設計流程圖
3-1 樣品製作
鈷碳多層膜樣品主要透過真空鍍膜系統以及快速熱退火來進行樣品製備。藉 由改變非晶質碳層鍍膜時間，固定鈷金屬鍍膜時間，一層一層逐一成長。鈷金屬 鍍膜時間固定在3 分鐘，共五層。非晶質碳層鍍膜時間則為 3 分鐘與 6 分鐘，共 六層。製作完成後的樣品，分別各取一部分進行真空快速熱退火處理。
3-1-1 真空鍍膜
利用多靶式射頻磁控濺鍍系統來進行製備鈷碳多層膜樣品，由於樣品需進行
磁圓偏振二色性光譜儀的量測，因此選用透明且無磁光訊號的石英基板。
真空鍍膜前先將石英基板浸泡於酒精與丙酮中，並利用超音波震洗機進行震 洗，完成後利用氮氣將石英基板吹乾後再置入射頻磁控濺鍍系統中。
濺鍍所使用的石墨靶材純度為99.999%，鈷靶材純度也為 99.999%。透過機 械真空泵浦與渦輪分子泵浦將真空系統背景壓力抽至1*10-6Torr，通入純度
來進行不同能量的分析，磁性量測方面藉由高敏感度的超導量子干涉儀系統來探 涉儀，由美國Quantum Design 公司製造的 MPMS SQUID VSM 系統，在此實驗中 主要用於量測樣品在室溫與低溫下之總體磁化強度。
3-4 高解析穿透式電子顯微鏡
鈷碳多層膜系統之微觀結構，首先先利用雙束型聚焦離子束(Focus Ion Beam, FIB)進行穿透式電子顯微鏡樣品製備，在樣品表層覆蓋上一層導電白金後，再放 入系統中透過離子束進行切割。
製備完成之樣品利用高解析穿透式電子顯微鏡影像(High-resolution
transmission electron microscopy, HRTEM) 直接觀測碳與鈷之間的影像狀態，搭配 X 光能量分散光譜(Energy Dispersive Spectroscopy, EDS)、選區電子繞射(Selected area electron diffraction, SAED)來進行元素分佈分析以及細部區域之晶格結構。電 子顯微鏡的樣品製備則透過中山大學奈米核心設施之聚焦離子束進行切割與製備。
拍攝系統為成功大學微奈米中心之穿透式電子顯微鏡（JEOL JEM-2100F），其加 速電壓為200kV。
3-5 拉曼光譜
在碳材料的系統中，可藉由拉曼光譜來進行碳材料的結構分析，在非晶質碳 的拉曼光譜中，通常會具有兩峰值明顯峰值，兩峰值為D-band（~1395cm-1）與 G-band（~1580cm-1），個別所代表的結構意義分別為鏈狀與環狀的石墨結構，因
此藉由兩峰值的面積比例關係 I(D)/I(G)即可得知樣品中碳材料的結構情況。D-band 與 G-I(D)/I(G)即可得知樣品中碳材料的結構情況。D-band 兩曲線的面積比值越小，意味著樣品石墨化的程度越高。