Chapter 4 實驗結果與討論
4-1 樣品準備
我們的實驗是在超高真空的環境中進行，背景工作壓力約為 1×10
-9
mbar。樣品基底為 Pt ( 111 )白金單晶，以氬離子撞擊樣品表面 來達到清潔的目的，通常氬離子的動能介於1.6 keV~2.2 keV，視情況 調整sputtering 的時間以及角度來達到最好的清潔效果。接著以歐傑 電子能譜儀( AES )來探測表面化學組成或雜質 (本實驗中偵測 Fe 651 eV、Ag 351 eV、C 272 eV、O 503 eV 及 Pt 237 eV 的訊號)。由於 使用鐵鍍源的緣故，鐵很容易氧化，因此我們無法使用通入氧氣並且 升溫，使碳與氧結合成一氧化碳及二氧化碳等較大的分子，再以氬離 子撞擊清潔Pt 表面的方式來除碳，只能反覆的利用離子濺射的方式，慢慢將碳打掉。經由AES 訊號判斷為乾淨白金後，接著以退火效應 升溫至950 K 左右，停留 1 小時，接著慢慢調降電流使之緩慢的降回 室溫，使樣品表面恢復平坦，在確定低能量電子繞射( LEED )圖形出 現(1× )的亮點結構，且歐傑電子能譜中，C 272 eV 與 Pt 237 eV 的訊1 號比值極小為止，如此才算一個乾淨、平整的Pt ( 111 )基底。
在我們的超高真空系統中，除了 LEED 用以探測表面結構、AES 探測表面化學組成外，再以自製的表面磁光柯爾效應儀( SMOKE )來 探測表面磁性。
0 5 10 15 20 25 30 35 40 0
10 20 30 40 50 60 70 80
A u ge r i n te n s it y ( a .u .)
time(min)
Ag(351)
4-1-1 銀鍍源的刻度
本次實驗的樣品都是在白金上先鍍上鐵原子，再鍍上銀原子，由 於無法直接在Fe / Pt (111)的樣品上直接刻度銀薄膜的厚度，本實驗 使用直接在Pt (111)表面蒸鍍一層銀的時間，作為銀原子在 Fe / Pt (111) 樣品上鋪滿一層的時間。所以必須先刻度銀原子在白金樣品上的鍍 量。
蒸鍍方式為先將樣品背對鍍源，通入20 A 的電流預熱銀鍍源 3 分鐘，使一些雜質先行釋出並達一穩定溫度後，再使樣品面向鍍源，
每次蒸鍍3 分鐘，再使樣品背對鍍源，關掉鍍源的電流。以 AES 探 測銀原子及白金原子的訊號，作AS-t 圖，由圖 4-1 再對照歐傑訊號 比值的計算，銀薄膜成長一層的時間約為15 分鐘。
圖 4-1 Ag 鍍源的刻度
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 0
5 10 15 20 25 30
Aug e r in tens it y ( a .u .)
time(min)
Fe(651)
4-1-2 鐵鍍源的刻度
鐵鍍源的刻度方式跟銀鍍源大致相同，不同點在於鐵鍍源為直熱 式鍍源。同樣的我們先將樣品背對鍍源，通以11 A 的電流(約 32.45 W) 使鐵絲預熱3 分鐘，再使樣品面向鍍源，每次蒸鍍 5 分鐘，由圖 4-2 再對照歐傑訊號比值的計算，鐵薄膜在白金表面成長一層的時間約為 15 分鐘。經驗上，同一根鐵鍍源用久了之後，蒸鍍速率會改變，因 此蒸鍍速率要常校正。
圖 4-2 Fe 鍍源的刻度 4-1-3 成長模式
根據我們實驗室先前研究，鐵薄膜在 Pt (111) 晶面上成長時，在 一到三層之間都是層層成長的模式，超過三層則以三維島狀的方式繼 續成長
[57]
；而銀薄膜在Pt (111) 上成長時，會先以層層成長的方式長 一到二層，再以三維島狀的方式繼續成長[58,59]
。4-2 1~3ML Fe/Pt(111) 的磁性探測
為了了解在 Fe/Pt(111)上覆蓋銀之後磁性有何改變，首先要先知 道Fe 超薄膜在 Pt(111)上成長時，磁性隨著厚度以及外加磁場大小變 化的情形。
由圖 4-3 可以明顯看出當最大外加磁場為 303 Oe 時，隨著鐵的 厚度增加，在Longitudinal 方向的磁滯現象越趨明顯，無論是柯爾訊 號強度或H
c
都有增強的現象；而 Polar 方向則幾乎量測不到磁滯的訊 號，顯示當鐵的厚度在大於1 層之後，磁化易軸皆在 in-plane 的方向。接著我們將最大外加磁場增大到 898 Oe，如圖 4-4 所示。結果發 現Longitudinal 方向的磁滯現象變化趨勢與外加弱磁場相同，而原先 在弱磁場下無法顯現出磁滯現象的Polar 方向，在外加較大的磁場之 後，也逐漸顯現出磁滯的現象，但由於隨著鐵的厚度增加，Polar 方 向的H
c
也隨之變大。因此，當我們外加弱磁場時，就無法將原本是 磁化難軸的Polar 方向給磁化。至於在小磁場與大磁場作用下H
c
的不同，最主要原因來自於掃 描時間相同，因此單位時間內所掃過的磁場大小不同，使得Hc
因此 改變[36]
。-300 -150 0 150 300
Polar
-300 -150 0 150 300
Longitudinal
1ML Fe 2ML Fe 3ML Fe
Kerr intensity (a.u.)
Magnetic Field (Oe) I max =1A
-1000 -500 0 500 1000
Longitudinal
1ML Fe 2ML Fe 3ML Fe
Kerr intensity (a.u.)
-1000 -500 0 500 1000
Polar
Magnetic Field (Oe) I max =5A
圖 4-3 1~3ML Fe/Pt(111) 的磁滯曲線 ( 磁場電流 1A )
圖 4-4 1~3ML Fe/Pt(111) 的磁滯曲線 ( 磁場電流 5A )
4-3 銀覆蓋在 1ML Fe/Pt(111) 上的磁性探測
關於上述 1~3ML Fe/Pt(111)系統的磁性探測，與我們實驗室先前 所做的結果相同
[23]
。另外，由之前的研究得知[60]
，在鐵磁薄膜上覆蓋 非磁性物質時，會增加樣品的矯頑力，同時也有機會引致或增強垂直 磁化的現象，這在1~5ML Co/Pt(111)系統上覆蓋銀被觀察到[19]
，類似 的現象也曾經在TM/Co/Pd 的系統中[61]
出現，其中TM＝Pd, Cu, 或 Ag。因此，我們首先選擇在 1ML Fe/Pt(111)上逐漸鍍上非磁性的 Ag 薄膜，並在外加弱磁場的情況下，進行磁光柯爾效應的研究，如圖 4-5 所示。我們首先在 Pt(111)上先鍍上 1ML 的 Fe，然後量測它的磁滯曲 線，結果跟之前所做的相同，在Polar 方向並沒有柯爾訊號，而在 Longitudinal 的方向則有柯爾訊號出現，顯示磁化易軸在 in plane 的方 向上。接著，我們以每次約0.25ML 的蒸鍍速率逐次將 Ag 鍍到 Fe 上，
每鍍一次便測量Polar 及 Longitudinal 方向的磁滯曲線，結果如圖 4-5 所示。當鍍上 0.25ML 的 Ag 薄膜覆蓋時，Polar 方向的柯爾訊號慢慢 浮現，並且Longitudinal 方向的訊號有明顯的減小，這似乎透露著 Ag 覆蓋層對Fe/Pt(111)的超薄膜有增強垂直磁異向性的特性，只是
0.25ML 的 Ag 薄膜的效果似乎有限。當 Ag 覆蓋層提高到 0.5ML 時，
Longitudinal 方向的訊號幾乎消失，取而代之的是 polar 方向的柯爾訊
號；而隨著Ag 厚度的繼續增加，訊號強度也增大。
觀察柯爾訊號強度對應 Ag 覆蓋層的厚度關係，如圖 4-6 所示，(柯 爾訊號強度是取磁滯曲線在Y 軸的兩截距平均值)。Ag 覆蓋層之厚度 在0.75ML 之前，Longitudinal 方向之柯爾訊號強度呈現減小的趨勢，
在0.75ML 之後柯爾訊號隨之消失；而 Polar 方向之訊號則在 0~1ML 之間劇烈增加，在1ML 附近達到最大值，之後則慢慢的減弱，原因 可能來自於非鐵磁性Ag 的厚度增加時，使得整體磁化強度減弱所導 致。
接著觀察樣品 Polar 方向的 H
c
隨著Ag 覆蓋層厚度的關係，如圖 4-7 所示，在 Ag 覆蓋未達 0.5ML 之前，由於 Polar 方向柯爾訊號並 不明顯，在此並不討論其Hc
值；當Ag 覆蓋了 0.5ML~1ML 之間，其 Hc
值有逐漸增加的趨勢，並且在 1ML 時達到最大值約為 50 Oe，至 於在1ML~3ML 之間則呈現下降的趨勢。這些結果顯示著 Ag 覆蓋層 確實對Fe/Pt(111)系統之垂直磁異向性有著增強的效應，且當 Ag 的 覆蓋層厚度足夠時，亦有機會使磁化易軸由in plane 方向轉為 out of plane 方向。xML Ag/1ML Fe/Pt(111)
-300 -150 0 150 300 -300 -150 0 150 300
K err intensity (a.u.)
Magnetic Field (Oe)
x = 3 x = 2 x = 1.75
x = 1.5 x = 1.25
x = 1 x = 0.75
x = 0.5 x = 0.25
x = 0
Longitudinal Polar
圖 4-5 xML Ag/1ML Fe/Pt(111)的磁滯曲線
0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 34
36 38 40 42 44 46 48 50 52
xML Ag/1ML Fe/Pt(111)
H c (Oe)
Ag coverage (ML)
Polar
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
0 1 2 3 4 5 6
xML Ag/1ML Fe/Pt(111)
K err i nt ensit y (a.u.)
Ag coverage (ML) Polar
Longitudinal
圖 4-6 xML Ag/1ML Fe/Pt(111)的柯爾訊號強度與 Ag 覆蓋層的關係
圖 4-7 xML Ag/1ML Fe/Pt(111)的 Hc與 Ag 覆蓋層的關係
這種因為在磁性薄膜上再鍍上非磁性物質，使得磁化易軸方向產 生變化的結果，稱為spin reorientation transition(SRT)現象。關於鐵磁 超薄膜SRT 的研究，有薄膜厚度引致
[60,62,63]
、溫度引致[64,65]
、也有像 我們這種因非磁性物質的覆蓋所引致，類似的結果也在Falco 等人所 做之Cu/Co/Pd (111)系統觀察到[66]
。Falco 等人觀察 4.5ML Co/Pd (111) 之樣品鍍上Cu 覆蓋層前後其磁滯曲線之變化後，發現當 4.5ML Co/Pd (111)覆蓋上 0.7ML 的 Cu 薄膜時，polar 方向的磁滯曲線由原本一直 線的形狀轉變為呈現square 的形狀，而其系統的 Hc
也是在Cu 覆蓋 至1ML 前便呈現劇烈增加，這顯示著磁化易軸因 Cu 的覆蓋已由 in plane 方向轉為 out of plane 方向。除此之外在 M/Co/Au (111)的系統
[67]
中也發現（M＝Au、Cu、Pt）， 當M 的厚度接近 1 原子層時，polar 方向的柯爾旋轉角會有極大值出 現，經其分析應該是M/Co 的介面取代了 vacuum/Co 的介面，而增強 垂直磁異向性，也由於是介面產生的影響，因此當M 佔滿 Co 的表面 也就是覆蓋近一層時所產生的貢獻會最大；至於 M/Co 介面增加垂直 磁異向性的原因，則可能是電子能態結構的改變所導致的結果[68,69]
。-300 -150 0 150 300 -300 -150 0 150 300
1ML Ag/1ML Fe/Pt(111)
sputtering time
K err intens ity (a.u.)
Magnetic Field (Oe) 0min
2min 4min 6min 8min 12min
Longitudinal Polar
4-4 1ML Ag/1ML Fe/Pt(111) 離子濺射後的磁性探測
為了進一步確認磁性變化的機制，接著我們使用 sputter 的方式 直接打掉表面原子：Ar 離子動能為 1.6 keV，離子槍工作壓力約為 1×10
-6
mbar，放射電流為 3 mA，target current 約 3µA 左右，每次打 擊時間為2 分鐘，然後觀察其柯爾訊號與樣品原子成分與打擊次數的 關係，如圖4-8 所示。圖 4-8 1ML Ag/1ML Fe/Pt(111)離子濺射過程之磁滯曲線
0 2 4 6 8 10 12 4
8 12 16
A ug er in te ns ity ( a.u .)
Pt(237)
Sputtering time (min)
6 9 12 15
Fe(651)
0 40 80 120 160
1ML Ag/1ML Fe/Pt(111)
Ag(351)
由圖4-8 可看到當經過第一次 2min 的離子濺射後，Polar 方向的 柯爾訊號明顯的減小，且形狀呈現狹長形，但此時Longitudinal 方向 的訊號並未出現。第二次濺射後，Polar 方向的訊號變的更弱，此時 Longitudinal 方向的訊號出現。第三次濺射後，Polar 方向的訊號消失 且Longitudinal 方向的訊號也開始變弱。到了第四次濺射之後，Polar 及Longitudinal 方向的訊號則同時消失。最後一次濺射 4min，依舊觀 測不到任何柯爾訊號。
至於歐傑訊號與濺射時間的關係，如圖 4-9 所示：
圖 4-9 1ML Ag/1ML Fe/Pt(111)離子濺射過程之歐傑訊號變化
由圖4-9 可看到當經過第一次濺射後，明顯的位於樣品最表面的 Ag 歐傑訊號迅速減小，且在第二次及第三次濺射後也再度緩緩減小 接近消失，因此之後的濺射，Ag 的訊號就沒有明顯的變化了。而 Fe 的歐傑訊號在經過第一次濺射後有稍微增大，接著在第二次及第三次 濺射過程緩緩的減小，到了第四次濺射後訊號大幅減小，此時Pt 的 歐傑訊號也大幅的增加。若將這個結果對照圖4-8 來看，隨著 Ag 原 子的減少，Polar 方向的訊號也減小，這意味著確實是 Ag 覆蓋層增強 了垂直異向性，而隨著Ag 原子幾乎消失，且 Fe 原子數量還夠多的 情況下，樣品的磁化易軸也回到in plane 的方向上。之後由於 Fe 原 子及Ag 原子幾乎都被打掉，因此柯爾訊號也隨之消失。
由於我們實驗室先前在 Co/Pt(111)系統上覆蓋 Ag 亦得到相當明 顯且相同的結果
[15,16]
，並且成功的以磁異向性的理論來加以解釋，因 此在目前的Fe/Pt(111)系統上覆蓋 Ag，我們試著利用相同的方式去評 估磁異向能的正負，並與我們實驗的結果做個比較。在我們的Fe/Pt(111)系統中，有效的磁異向性常數 K 可表示為：
Fe UHV Fe S Fe
Fe Pt S Fe V
eff
d
K d
K K K
−
−
+ +
=
(4.3.1)
K
VFe ：Fe 的體積異向性常數 (J/m3
)
K
SPt−Fe: Fe 跟 Pt 之間的介面異向性常數 (J/m2
)K
SFe−UHV: Fe 跟 UHV 之間的介面異向性常數 (J/m2
)d
Fe:Fe 薄膜的厚度 (m)一般來說，體積異向性常數通常是負值，而鐵跟真空之間以及鐵跟白 金之間的介面異向性常數跟鐵本身的結構以及基底的結構而有些不 同，但在許多系統當中大致都顯示出正的值
[29]
。因此，當鐵的層數很 小時，介面效應異向常數的貢獻有可能大於體積異向常數，使得 Keff 的值為正，而有垂直磁化的現象出現，至於詳細的臨界厚度則須要找 到確切且相對應的值經過計算之後才能確定，大致上都在幾個原子層 之內。利用 Sakurai(1994)在 Si(111)上成長[Fe(100)/Pt(100)]n
所得到的 K 值[70]
加以計算，可得在1 ML 鐵原子覆蓋時，Keff的值為正，而當 鐵的厚度達2 ML 時，Keff的值就轉變為負了，亦即磁化易軸轉變的 臨界厚度約在1~2 ML 之間。在Ag/Fe/Pt(111)系統中，為了簡化問題，假設 Ag 在 Fe/Pt(111) 上為層狀成長，則有效的磁異向性常數K 可表示為：
α α
Fe Ag Fe S Fe
UHV Fe S Fe
Fe Pt S Fe V
eff
d
K d
K d
K K K
−
−
−
+
− +
+
= ( 1 )
；) 1 ( ML Ag
Ag
d
= d
α
(4.3.2)K
VFe ：Fe 的體積異向性常數 (J/m3
)
K
SPt−Fe: Fe 跟 Pt 之間的介面異向性常數 (J/m2
)K
SFe−UHV: Fe 跟 UHV 之間的介面異向性常數 (J/m2
)K
SFe−Ag: Fe 跟 Ag 之間的介面異向性常數 (J/m2
)d
Fe: Fe 薄膜的厚度 (m)α: Ag 覆蓋百分比 ； 0≦α≦1
同樣的，利用Heinrich(1991)等人利用 MBE 技術在 Ag(100)基底上成
長Fe(100)/Ag 薄膜所得到的 K 值
[71]
結果，計算之後發現Ag 覆蓋並 無法使K
eff的值由負轉變為正，K
eff仍然為負值，若要得到我們所期望 的結果，必要條件為K
SFe−Ag的必須大於K
SFe−UHV；以我們先前所做的 Ag/Co/Pt(111)系統為例，K
SCo−UHV的值[72]
為-0.17(erg/cm2
)，而K
SCo−Ag的 值[73]
為 0.35(erg/cm2
)，因此可以很明顯的看到銀覆蓋層的確對於 Keff 的值轉變為正有相當大的貢獻。因此，由我們的Ag/Fe/Pt(111)實驗結 果可以推測，Fe(111)跟 Ag(111)的介面異向性常數有可能大於 Fe(111) 跟UHV 介面的異向性常數。300 400 500 600 700 800 900 0
5 10 15 20 25
1ML Ag/1ML Fe/Pt(111)
A ug er in te ns ity (a .u )
Pt(237) Annealing temperature (K)
4 6 10 8 12 14 16 18
Fe(651)
30 60 90 120
150 Ag(351)
4-5 1ML Ag/1ML Fe/Pt(111) 經退火處理後的磁性探測
首先，我們先觀察 1ML Ag/1ML Fe/Pt(111)系統經過不同退火溫 度處理之後，薄膜組成的變化情形。一開始，我們重新鍍上1ML Ag/1ML Fe/Pt(111)薄膜，接著將溫度升高，在特定的溫度停留 20 分 鐘後，然後降回室溫作歐傑訊號(Ag 351、Fe 651、Pt 237)的量測，如 圖4-10 所示。
圖 4-10 1ML Ag/1ML Fe/Pt(111)室溫歐傑的訊號強度與 不同退火溫度的關係
Ag 的訊號在低於 600 K 退火之後並無太大變化，接著在 600 K~800 K 之間呈現緩慢的減小，到了高於 800 K 退火之後則快速的減 弱。Fe 的訊號在退火溫度介於 400 K~600 K 之間稍微變小，到了 600 K~800 K 之間則持續的減弱，一直到超過 800 K 則快速的變小。Pt 的訊號在300 K~400 K 之間並無變化，到了 400 K~600 K 之間有稍微
增大的現象，在800 K 之前呈現緩慢的增加，直到超過 800 K 之後，
訊號才快速的增大。
經由歐傑訊號的結果，我們知道 Ag 原子在 Fe 薄膜上，隨著退 火溫度的升高，原子並不會有往下擴散的情形，直到退火溫度持續升 高，使得Ag 原子獲得足夠的動能之後，才逐漸的退吸附。此外，在 Ag/Pt(111)系統中
[74]
，當退火溫度達700 K 時，Ag 原子就會逐漸退吸附，當溫度達1000 K 時，Ag 原子的訊號則幾乎消失，結果與 Ag/Fe/Pt(111)相類似，差異只在於退吸附的溫度可能有些不同。
至於在 400 K~800 K 這段退火溫度範圍中，明顯可觀察到 Fe 的 歐傑訊號減小以及Pt 的訊號增加。由我們實驗室目前所作 Fe/Pt(111) 系統升溫之後所得到歐傑訊號的結果，如圖4-11 所示
[75]
，顯示 Fe 原 子隨著溫度升高，會逐漸跟Pt 原子產生交換以及形成合金的現象。因此，可推測在我們的Ag/Fe/Pt(111)系統當中，在 400 K~800 K 之間 應該也發生了相同的現象。
圖 4-11 1 ML Fe/Pt(111) 的歐傑訊號對溫度的關係圖[75]
1ML Ag/1ML Fe/Pt(111)
-300 -150 0 150 300 -300 -150 0 150 300
T a
900K
K er r in tensity (a.u .)
Magnetic Field (Oe)
850K 800K 750K 700K 650K 600K 550K 500K 400K 300K
Longitudinal Polar
經由 1ML Ag/1ML Fe/Pt(111)系統經退火處理後，薄膜組成成份 變化的了解之後，我們接著去觀察樣品在相同的處理之下，磁性隨著 不同退火溫度變化的情形，如圖4-12 所示。
圖 4-12 1ML Ag/1ML Fe/Pt(111)室溫的磁滯曲線與退火溫度之關係
300 400 500 600 700 800 900 0
5 10 15 20 25 30 35
1ML Ag/1ML Fe/Pt(111)
K er r in te nsity (a .u .)
Annealing temperature (K) Polar
Longitudinal
一開始樣品在室溫時，只有 Polar 方向有磁滯的訊號，這與先前
的結果相符。觀察樣品柯爾訊號強度與不同退火溫度的關係，如圖 4-13 所示。在經過低於 550 K 的退火溫度之前，Polar 方向的柯爾訊 號隨著退火溫度的升高而減小；Longitudinal 方向則依舊沒有磁滯的 訊號。在經過550 K~700 K 的退火溫度之後，很明顯的在 Polar 及 Longitudinal 方向的訊號都有增強的現象，到了退火溫度為 700 K 時 達到最大值。在經過高於700 K 的退火溫度處理之後，柯爾訊號則隨 著退火溫度的升高而變小，一直到經過 850 K 以上的退火溫度之後，
磁滯現象才消失。
圖 4-13 1ML Ag/1ML Fe/Pt(111)室溫的柯爾訊號強度與 不同退火溫度的關係
300 400 500 600 700 800 900 0
30 60 90 120 150 180 210 240
1ML Ag/1ML Fe/Pt(111)
H c (O e)
Annealing temperature (K) Polar
Longitudinal
接著繼續觀察樣品在室溫時所量測到的 H
c
與不同退火溫度的關 係，如圖4-14 所示。在經過低於 550 K 的退火溫度之後，Polar 方向 的Hc
隨著退火溫度的升高有微微變小的趨勢；在550 K~750 K 的退 火溫度過程，很明顯的在 Polar 及 Longitudinal 方向的 Hc
都有增大的 現象，並且在750 K 時達到最大值。在經過高於 700 K 的退火溫度處 理之後，Polar 及 Longitudinal 方向的 Hc
則同時隨著退火溫度的升高 而變小，一直到經過850 K 以上的退火溫度之後，磁滯現象消失，才 量測不到Hc
。圖 4-14 1ML Ag/1ML Fe/Pt(111)室溫的 Hc與 不同退火溫度的關係
藉由以上結果，我們試著去解釋磁性變化的情形。首先，我們已 經了解1ML Ag/1ML Fe/Pt(111)之所以會有 Polar 方向的磁滯出現是因 為Ag-Fe 介面所引致，從圖 4-13 可以發現在 400 K~600 K 之間，Fe 的歐傑訊號減小而 Pt 的歐傑訊號增大，這代表 Fe 跟 Pt 原子可能有 交換的現象，如圖4-15 所示，因此減弱了 Ag-Fe 介面引致 PMA 的作 用。
圖 4-15 1ML Ag/1ML Fe/Pt(111)退火之後原子交換示意圖 在 600 K~700 K 之間，Fe 的歐傑訊號持續減小而 Pt 的歐傑訊號 微微增大，我們推測在這段溫度範圍內，Fe 跟 Pt 開始形成合金，使 得Polar 與 Longitudinal 方向的柯爾訊號及 H
c
大幅的增加，至於在700 K 之後，Polar 與 Longitudinal 方向的柯爾訊號逐漸減小的原因可能是 因為 Fe 原子往下擴散到更底層去而 Pt 原子往上浮出，以及 Ag 原子 逐漸的退吸附，使得Ag-Fe 介面的效應變得更弱，這些都會導致 Polar 及Longitudinal 方向的磁性逐漸消失。本實驗室目前在 1ML Fe/Pt(111) 經退火處理後，測量其磁性與歐傑訊號也有觀察到類似的現象。-1000 -500 0 500 1000 -1000 -500 0 500 1000
xML Ag/2ML Fe/Pt(111)
K err in te ns ity (a .u )
Magnetic Field (Oe)
Longitudinal Polar
x=0 x=0.5
x=1
4-6 銀覆蓋在 2ML Fe/Pt(111) 上的磁性探測
在發現 1ML Fe/Pt(111) 因 Ag 的覆蓋，產生所謂 SRT 的現象後，
我們將Fe 的厚度提高到 2ML，再度觀察當 Fe 薄膜厚度增加時，Ag 的覆蓋層是否還能使樣品磁性產生SRT 的現象。不同於前面的是，
這次採用較大的磁場去掃 (最大電流 5 A)，結果如圖 4-16 所示。
圖 4-16 xML Ag/2ML Fe/Pt(111)的磁滯曲線
首先，我們發現在大磁場作用下，Longitudinal 方向與 Polar 方向 皆能測量到柯爾訊號，與前面所做的結果相同。且隨著Ag 的覆蓋，
Polar 方向與 Longitudinal 方向的磁性表現趨勢也跟前面所做銀覆蓋 在1ML Fe/Pt(111)上的磁性表現趨勢相同。
0.0 0.5 1.0 1.5 2
4 6 8 10 12
xML Ag/2ML Fe/Pt(111)
K er r in te ns ity ( a.u .)
Ag coverage (ML) Polar
Longitudinal
觀察樣品柯爾訊號強度與 Ag 覆蓋層厚度的關係，如圖 4-17 所 示。Polar 方向的柯爾訊號隨著 Ag 的覆蓋厚度增大而變強，且在 1ML 時達到最大值。而Longitudinal 方向的柯爾訊號則隨著 Ag 的覆蓋厚 度增大而變弱，但是當Ag 覆蓋達 1ML 時，訊號並未完全消失，這 似乎暗示著Ag 覆蓋層隨著 Fe 薄膜的厚度增加而逐漸無法引致 SRT 的現象。
圖 4-17 xML Ag/2ML Fe/Pt(111)的柯爾訊號強度與 Ag 覆蓋層的關係
0.0 0.5 1.0 1.5 0
100 200 300 400 500 600
700 xML Ag/2ML Fe/Pt(111)
H c (O e)
Ag coverage (ML) Polar
Longitudinal
接著繼續觀察樣品 H
c
與Ag 覆蓋層厚度的關係，如圖 4-18 所示。Polar 方向的 H
c
隨著Ag 的覆蓋厚度增加而微微變大；Longitudinal 方向的Hc
則隨著 Ag 的覆蓋厚度增加而有明顯的變小趨勢，這在 1ML Fe/Pt(111)覆蓋銀的系統當中並不明顯。因此，由以上結果可以推測，當外加弱磁場時，Longitudinal 方 向的柯爾訊號有可能不會完全消失，且Polar 方向有可能會因為 H
c
過大而量測不到由Ag 覆蓋所增強的柯爾訊號。圖 4-18 xML Ag/2ML Fe/Pt(111)的 Hc與 Ag 覆蓋層的關係
-1000 -500 0 500 1000 -300 -150 0 150 300
xML Ag/3ML Fe/Pt(111)
K er r in te ns ity ( a.u .)
Magnetic Field (Oe)
Longitudinal Polar
x=0 x=0.5
x=1
4-7 銀覆蓋在 3ML Fe/Pt(111) 上的磁性探測
經由前面 1~2 ML Fe/Pt(111)覆蓋銀的結果得知，隨著 Fe 薄膜的 厚度提高，Ag 覆蓋層逐漸無法引致 SRT 的現象。為了進一步確認這 個假設，我們接著將 Fe 膜的厚度提高到 3ML，接著逐漸覆蓋銀上去，
觀察其磁性隨Ag 薄膜厚度的表現。另外，這次在 Polar 的方向，我 們採用大磁場來做掃描，而Longitudinal 方向則採用小磁場來做掃 描，結果如圖4-19 所示。
圖 4-19 xML Ag/3ML Fe/Pt(111)的磁滯曲線
我們發現在大磁場作用下的 Polar 方向，以及小磁場作用下的 Longitudinal 方向其磁性表現的趨勢，隨著銀的覆蓋跟前面所做 1~2 ML Fe/Pt(111)覆蓋銀的結果大致相同。
0.0 0.5 1.0 1.5 6
7 8 9 10 11
xML Ag/3ML Fe/Pt(111)
K err i nt ensit y (a.u.)
Ag coverage (ML) Polar
Longitudinal
觀察樣品柯爾訊號強度與 Ag 覆蓋層厚度的關係，如圖 4-20 所 示。Polar 方向的柯爾訊號依然隨著 Ag 的覆蓋厚度增大而變強，同時 也在1ML 時達到最大值。而 Longitudinal 方向的柯爾訊號則隨著 Ag 的覆蓋厚度增加而變小，但是當Ag 覆蓋達 1ML 時，柯爾訊號強度 仍然很大，顯示Ag 的覆蓋影響的確隨著 Fe 薄膜的厚度增加變的越 來越弱。
圖 4-20 xML Ag/3ML Fe/Pt(111)的柯爾訊號強度與 Ag 覆蓋層的關係
0.0 0.5 1.0 1.5 40
60
H (Oe)
c80
Ag coverage (ML)
Longitudinal
500 510 520
530 Polar
繼續觀察樣品 H
c
與Ag 覆蓋層厚度的關係，如圖 4-21 所示。Polar方向的H
c
隨著 Ag 的覆蓋厚度增加而微微增大；Longitudinal 方向的 Hc
則隨著Ag 的覆蓋厚度增加而持續變小，到了 Ag 覆蓋滿 1ML 之 後就幾乎沒什麼太大的變化。圖 4-21 xML Ag/3ML Fe/Pt(111)的 Hc與 Ag 覆蓋層的關係
因此，由以上結果得知，若在 2ML Fe/Pt(111)上覆蓋銀達 1ML 且用小磁場去做掃描時，在Longitudinal 方向的磁滯曲線應該還會明 顯的存在，而Polar 方向的磁滯曲線隨著 H
