第四章 實驗結果與討論
4.2 AAO/NiFe
4.2.5 ESR 量測分析
在此量測中，我們將量測外加場平行膜面方向，以及外加場垂直樣品膜面方 現，藉以觀察樣品於此兩種狀況下因薄膜與晶體結構改變的磁性質對樣品鐵磁共 振現象的影響。
由圖4.38 ~圖 4.46 可知，在 AAO20 為基板之下在外加磁場平行膜面所量測 到的共振場位置都小於在垂直場量測到時的位置，表示外加場方向垂直膜面時，
需要施加更大的外加場才能使電子自旋沿著外加場的方向，進而使進動頻率增加 至微波頻率，使共振場隨角度增加而增加。隨著膜厚的增加，在120 秒之後 ESR 圖譜開始出現第二根以上的共振峰，並且越趨複雜，推測是由於多晶結構的影響 而使得共振峰有變多的現象。另外由圖4.47 ~圖 4.55 可看出以 AAO200 為基板 也會有相同的狀況。表4.9 和表 4.10 為 AAO20/NiFe 以及 AAO200/NiFe 於不同 秒數下平行外加場與垂直外加場的變化關係，對於其中秒數較多的共振峰的位 置，因為積分後的波包形狀內含的實際正確波形數不易判斷，因此只能大略的估 算其值，積分後的波包形狀如圖4.56 ~圖 4.79 所示。
0 2000 4000 6000 8000 10000
Applied Field (Oe)
deg0 deg90 subtrate AAO20
圖4.38 AAO20 基板之水平場與垂直場 ESR 比較
0 2000 4000 6000 8000 10000
-1500
Applied Field (Oe)
deg0 deg90 A20-N30
圖4.39 濺鍍 30 秒的鎳鐵於 AAO20 上之水平場與垂直場 ESR 比較
0 2000 4000 6000 8000 10000
Applied Field (Oe)
圖4.40 濺鍍 60 秒的鎳鐵於 AAO20 上之水平場與垂直場 ESR 比較
0 2000 4000 6000 8000 10000
-3500
Applied Field (Oe)
圖4.41 濺鍍 120 秒的鎳鐵於 AAO20 上之水平場與垂直場 ESR 比較
0 2000 4000 6000 8000 10000
Applied Field (Oe)
圖4.42 濺鍍 180 秒的鎳鐵於 AAO20 上之水平場與垂直場 ESR 比較
0 2000 4000 6000 8000 10000
-8000
Applied Field (Oe)
圖4.43 濺鍍 360 秒的鎳鐵於 AAO20 上之水平場與垂直場 ESR 比較
0 2000 4000 6000 8000 10000
Applied Field (Oe)
圖4.44 濺鍍 720 秒的鎳鐵於 AAO20 上之水平場與垂直場 ESR 比較
0 2000 4000 6000 8000 10000
-6000
Applied Field (Oe)
30s AAO20-NiFe parallel
圖4.45 濺鍍不同秒數的鎳鐵於 AAO20 上之水平場 ESR 比較
0 2000 4000 6000 8000 10000
Applied Field (Oe)
30s AAO20-NiFe perpendicular
圖4.46 濺鍍不同秒數的鎳鐵於 AAO20 上之垂直場 ESR 比較
0 2000 4000 6000 8000 10000
-1000
Applied Field (Oe)
deg0 deg90 subtrate AAO200
圖4.47 AAO200 基板之水平場與垂直場 ESR 比較
0 2000 4000 6000 8000 10000
Applied Field (Oe)
圖4.48 濺鍍 30 秒的鎳鐵於 AAO200 上之水平場與垂直場 ESR 比較
0 2000 4000 6000 8000 10000
-800
Applied Field (Oe)
圖4.49 濺鍍 60 秒的鎳鐵於 AAO200 上之水平場與垂直場 ESR 比較
0 2000 4000 6000 8000 10000
Applied Field (Oe)
圖4.50 濺鍍 120 秒的鎳鐵於 AAO200 上之水平場與垂直場 ESR 比較
0 2000 4000 6000 8000 10000
-2000
Applied Field (Oe)
AAO200-N180
圖4.51 濺鍍 180 秒的鎳鐵於 AAO200 上之水平場與垂直場 ESR 比較
0 2000 4000 6000 8000 10000
Applied Field (Oe)
圖4.52 濺鍍 360 秒的鎳鐵於 AAO200 上之水平場與垂直場 ESR 比較
0 2000 4000 6000 8000 10000
-8000
Applied Field (Oe)
圖4.53 濺鍍 720 秒的鎳鐵於 AAO200 上之水平場與垂直場 ESR 比較
0 2000 4000 6000 8000 10000
Applied Field (Oe)
30s AAO200-NiFe parallel
圖4.54 濺鍍不同秒數的鎳鐵於 AAO200 上之水平場 ESR 比較
0 2000 4000 6000 8000 10000
-8000
Applied Field (Oe)
30s AAO200-NiFe perpendicular
圖4.55 濺鍍不同秒數的鎳鐵於 AAO200 上之垂直場 ESR 比較
表4.9 AAO20/NiFe 於不同秒數下平行外加場與垂直外加場的變化關係
濺鍍鎳鐵秒數 film 與磁場關係 共振場位置 (Oe) 半高寬(Oe) parallel 3294 1235.98 30sec
perpendicular 3434 1321.97 parallel 3245 1234.37
60sec
perpendicular 3470 1168.24 parallel 3102 1307.29
3564 1688.1 120sec
perpendicular
4904 417.07 2598 936.99
parallel
3299 1237.08
3668 2050.93 4358 402.39 180sec
perpendicular
4933 496.42 2668 567.3
parallel
3023 1511.65
1438 1628.42 3628 2271.42 360sec
perpendicular
3764 436.49 2593 1196.92
parallel
3593 1110.56 720sec
perpendicular - -
表4.10 AAO200/NiFe 於不同秒數下平行外加場與垂直外加場的變化關係
濺鍍鎳鐵秒數 film 與磁場關係 共振場位置 (Oe) 半高寬(Oe) parallel 3331 1304.02 30sec
perpendicular 3478 1308.89 parallel 3295 1286.90
60sec
perpendicular 3483 1323.78 parallel 3188 1391.75
3499 1274.42 120sec
perpendicular
4026 449.65 2886 569.92
parallel
3250 1427.92
3183 1943.44 3648 1041.57 180sec
perpendicular
3911 397.84 3124 1125.49
parallel
3081 725.81
3246 1746.36 3360 570.26 360sec
perpendicular
3796 521.37 2825 1875.24
parallel
- -
720sec
perpendicular - -
0 3000 6000 9000 12000
Applied Field (Oe)
para A20Py30sec FWHM xc1 : 1235.98 xc2 : 7456.14
圖4.56 外加磁場方向平行 AAO20/NiFe(30 秒)的 ESR 積分後波形
0 3000 6000 9000 12000
0
Applied Field (Oe)
para A20Py60sec
FWHM xc1 : 1234.37 xc2 : 7469.74
圖4.57 外加磁場方向平行 AAO20/NiFe(60 秒)的 ESR 積分後波形
0 3000 6000 9000 12000
Applied Field (Oe)
para A20Py120sec
FWHM xc1 : 1307.29
圖4.58 外加磁場方向平行 AAO20/NiFe(120 秒)的 ESR 積分後波形
0 2000 4000 6000 8000 10000
0
Applied Field (Oe)
para A20Py180sec FWHM xc1 : 936.99 xc2 : 1237.08 xc3 : 3756.87
圖4.59 外加磁場方向平行 AAO20/NiFe(180 秒)的 ESR 積分後波形
0 2000 4000 6000 8000 10000
Applied Field (Oe)
para A20Py360sec FWHM xc1 : 567.30 xc2 : 1511.65 xc3 : 2695.55
圖4.60 外加磁場方向平行 AAO20/NiFe(360 秒)的 ESR 積分後波形
0 2000 4000 6000 8000 10000
-1000000
Applied Field (Oe)
para A20Py720sec
FWHM xc1 : 1196.92 xc2 : 1110.56 xc3 : 4126.54
圖4.61 外加磁場方向平行 AAO20/NiFe(720 秒)的 ESR 積分後波形
0 2000 4000 6000 8000 10000
Applied Field (Oe)
per A20Py30sec FWHM
xc1 : 1321.97 xc2 : 6486.5187
圖4.62 外加磁場方向垂直 AAO20/NiFe(30 秒)的 ESR 積分後波形
0 3000 6000 9000 12000
0
Applied Field (Oe)
per A20Py60sec
FWHM xc1 : 1168.24 xc2 : 6644.93
圖4.63 外加磁場方向垂直 AAO20/NiFe(60 秒)的 ESR 積分後波形
0 2000 4000 6000 8000 10000
Applied Field (Oe)
per A20Py120sec FWHM xc1 : 1688.1 xc2 : 417.07 xc3 : 6548.19
圖4.64 外加磁場方向垂直 AAO20/NiFe(120 秒)的 ESR 積分後波形
0 2000 4000 6000 8000 10000
0
Applied Field (Oe)
per A20Py180sec
FWHM xc1 : 2050.93 xc2 : 402.39 xc3 : 496.42 xc4 : 3416.58
圖4.65 外加磁場方向垂直 AAO20/NiFe(180 秒)的 ESR 積分後波形
0 2000 4000 6000 8000 10000
Applied Field (Oe)
per A20Py360sec FWHM xc1 : 2271.42 xc2 : 436.49 xc3 : 4208.63 xc4 : 1628.42
圖4.66 外加磁場方向垂直 AAO20/NiFe(360 秒)的 ESR 積分後波形
0 2000 4000 6000 8000 10000
-500000
Applied Field (Oe)
per A20Py720sec FWHM
xc1 : 2106.7058 xc2 : 4752.23073 xc3 : 680.19723 xc4 : 517.77864
圖4.67 外加磁場方向垂直 AAO20/NiFe(720 秒)的 ESR 積分後波形
0 2000 4000 6000 8000 10000
Applied Field (Oe)
para A200Py30sec FWHM xc1 : 1304.02
圖4.68 外加磁場方向平行 AAO200/NiFe(30 秒)的 ESR 積分後波形
0 2000 4000 6000 8000 10000
0
xc1 : 1286.90
Intensity
Applied Field (Oe)
para A200Py60sec
圖4.69 外加磁場方向平行 AAO200/NiFe(60 秒)的 ESR 積分後波形
0 3000 6000 9000 12000
Applied Field (Oe)
para A200Py120sec FWHM xc1 : 1391.75 xc2 : 6188.50
圖4.70 外加磁場方向平行 AAO200/NiFe(120 秒)的 ESR 積分後波形
0 2000 4000 6000 8000 10000
0
Applied Field (Oe)
para A200Py180sec FWHM xc1 : 569.92 xc2 : 1427.92 xc3 : 6933.61
圖4.71 外加磁場方向平行 AAO200/NiFe(180 秒)的 ESR 積分後波形
0 2000 4000 6000 8000 10000
Applied Field (Oe)
para A200Py360sec
FWHM xc1 : 1125.49 xc2 : 3426.73 xc3 : 725.81
圖4.72 外加磁場方向平行 AAO200/NiFe(360 秒)的 ESR 積分後波形
0 3000 6000 9000 12000
-500000
Applied Field (Oe)
para A200Py720sec FWHM xc1 : 1875.24 xc2 : 4721.52
圖4.73 外加磁場方向平行 AAO200/NiFe(720 秒)的 ESR 積分後波形
0 2000 4000 6000 8000 10000
Applied Field (Oe)
per A200Py30sec FWHM xc1 : 1308.89 xc2 : 6866.84
圖4.74 外加磁場方向垂直 AAO200/NiFe(30 秒)的 ESR 積分後波形
0 3000 6000 9000 12000
-100000
Applied Field (Oe)
per A200Py60sec FWHM xc1 : 1323.78 xc2 : 6630.01
圖4.75 外加磁場方向垂直 AAO200/NiFe(60 秒)的 ESR 積分後波形
0 2000 4000 6000 8000 10000
Applied Field (Oe)
per A200Py120sec FWHM xc1 : 1274.41 xc2 : 449.65 xc3 : 2664.45
圖4.76 外加磁場方向垂直 AAO200/NiFe(120 秒)的 ESR 積分後波形
0 2000 4000 6000 8000 10000
0
per A200Py180sec
Intensity
Applied Field (Oe)
FWHM xc1 : 397.84 xc2 : 4041.57 xc3 : 1943.44 xc4 : 6015.47
圖4.77 外加磁場方向垂直 AAO200/NiFe(180 秒)的 ESR 積分後波形
0 2000 4000 6000 8000 10000
1400000
per A200Py360sec
Intensity
Applied Field (Oe)
FWHM xc1 : 521.37 xc2 : 570.26 xc3 : 1746.36 xc4 : 6060.75
圖4.78 外加磁場方向垂直 AAO200/NiFe(360 秒)的 ESR 積分後波形
0 2000 4000 6000 8000 10000
0
Applied Field (Oe)
per A200Py720sec FWHM
xc1 : 611.39549 xc2 : 448.85721 xc3 : 1099.07368 xc4 : 1271.12970 xc5 : 5431.33342
圖4.79 外加磁場方向垂直 AAO200/NiFe(720 秒)的 ESR 積分後波形