物理學系

Permanent URI for this communityhttp://rportal.lib.ntnu.edu.tw/handle/20.500.12235/56

本系師資陣容堅強，現有教授15人、副教授12人、助理教授2人、名譽教授5人，每年國科會補助之專題研究計畫超過廿個，補助之經費每年約三千萬，研究成果耀眼，發表於國際著名期刊（SCI）的論文數每年約70篇。

近年來已在課程方面 著手變革，因應學子的各種不同的生涯規劃與需求，加強職業輔導與專業能力的提升，增加高科技相關課程，提供光電學程（光電半導體、半導體製程技術、近代光 學與光電科技等）、凝態物理、表面物理與奈米科技、高能與理論物理、生物物理、應用物理等研究發展專業人才，並配合博士逕讀辦法，讓大學部學生最快能在五 年內取的碩士（透過碩士班先修生），八年內取得博士，有助於提升本系基礎與應用研發能量，為各學術研究機構與業界高科技創新與研發人力（包括在光電業、半 導體製造業、電腦週邊產業等）。

本系亦推動網路教學（科學園）與數位科學研究，作為提供科學教學與學習系統平台的強化支援，並除了原先開設的教育學程外，多增強學生英語教學的能力，與世界科學教師系統連結，在教師從業方面，塑造世界級的物理科學教師，發揮教育影響力。

News

系所網址：http://www2.phy.ntnu.edu.tw/

Browse

Subject: search.filters.subject.垂直磁異向性

Search Results

Now showing 1 - 3 of 3
  • No Thumbnail Available
    Item
    釤釔鐵石榴石薄膜的磁異向性研究
    (2022) 張鄴壬; Chang, Ye-Ren
    本論文是探討使用脈衝雷射蒸鍍法來製備生長於 YAG(111)基板上摻雜釤的釔鐵石榴石薄膜(x = 0 ~ 3.0)之磁異向性研究。從中可得知薄膜的晶體結構、表面形貌以及磁光、磁性性質。釤釔鐵石榴石的薄膜厚度是 30 至 120 nm，鍍膜溫度為 750 ℃、鍍膜氧氣壓力為3×10-1 mbar，雷射轟擊靶材的能量為 3.5 J/cm2，之後在大氣環境中使用爐管升至1050 ℃來進行 4 小時的鍍膜後熱退火。使用 X 光繞射來得知薄膜的晶體結構，從各個樣品皆有觀察到 YAG 基板(111)以及釤釔鐵石榴石薄膜的(444)繞射峰。隨著摻雜釤的比例以及薄膜厚度增加，晶格常數都會變大，晶粒大小則變化不明顯，而釔鐵石榴石與釤鐵石榴石的晶格所受的垂直應變在 x = 3.0 時從拉伸應變轉為壓縮應變。從原子力顯微術測得之表面形貌能發現到，在未摻雜釤時，表面粗糙度隨薄膜厚度的變化不明顯，但在相同厚度時，表面粗糙度則隨著摻雜釤的比例增加而遞增。而在表面顆粒方面，隨著厚度增加，顆粒也會增大。磁光法拉第效應在波長 300 ~ 500 nm 間法拉第旋轉角會隨著磁場而變化，在波長360 和 445 nm 量得明確的磁滯曲線，代表此研究的樣品有垂直面的磁異向性。隨著摻雜釤的比例與薄膜的厚度增加，磁滯曲線訊雜比會提高，法拉第旋轉角會增加，磁光磁滯曲線方正度則會隨著厚度增長而減少。振動樣品磁量儀量測平行磁場(IP)和垂直磁場(OP)的薄膜磁性，其磁滯曲線方正度用於判斷磁易軸方向。釤釔鐵石榴石薄膜的磁異軸方向則隨著比例和厚度轉變，隨著摻雜釤的比例增加，其磁異軸由 OP 轉為 IP 的臨界厚度會隨著增加。釤釔鐵石榴石薄膜的磁異向性變化為應變產生的磁異向能所造成，且可經由薄膜厚度以及摻雜釤元素的比例的變化來誘發應變。
  • No Thumbnail Available
    Item
    摻雜銩元素的釔鐵石榴石結構與磁性探討
    (2023) 林宗圓; Lin, Zong-Yuan
    本研究利用脈衝雷射沉積法，在 GGG(111) 和 YAG(111) 基板上生長摻雜銩元素的釔鐵石榴石(TmYIG)薄膜，並探討在室溫下的結構、表面形貌、磁性和磁光特性。膜厚由表面輪廓儀測量，鍍膜靶材鍍率具有沉積時間和薄膜厚度的線性關係，代表鍍膜速率為定值。薄膜結構由X 射線繞射測量，光譜顯示在 GGG(111)呈現雙層結構，薄膜的應變從壓縮轉為拉伸，其中唯一拉伸應變佔據主導性的薄膜是TmIG。此雙層結構中具拉伸應變的薄膜靠近GGG基板，壓縮應變的薄膜則在最上層。在YAG(111)基板上的薄膜晶格常數(lattice constant)則隨著 Tm 含量的增加而減小。YAG(111)基板上的TmYIG薄膜皆表現出壓縮應變。AFM 量測結果間接證實TmYIG/GGG具有雙層結構，而且以層狀+島狀的形式生長；TmYIG/YAG則以島狀的形式生長。VSM的檢測發現磊晶於兩種基板上的TmYIG薄膜在平行與垂直磁場下的矯頑場都會隨著Tm 摻雜量的增加而增大，從0 Oe增大到150 Oe。方正度則表明隨著Tm含量增加磁矩趨向法線方向，TmIG/GGG唯一具有垂直磁異向性(PMA)，代表TmIG/GGG具有拉伸應變與XRD結果中TmIG惟一由拉伸應變主導的薄膜相符。TmYIG薄膜的磁光法拉第效應在波長 300 和 500 nm 之間最強。飽和法拉第旋轉角在 2 到 24 mrad 之間，其中在 GGG(111) 上生長的薄膜具有稍大的飽和法拉第旋轉角。磁性和磁光檢測表明只有 TmIG/GGG 表現出可能的PMA，與VSM的結果相同。
  • No Thumbnail Available
    Item
    鎳/鈷/鉑(111)及鈷/鎳/鉑(111)系統其結構與磁性性質之研究
    (2006) 何慧瑩; Huei-Ying Ho
    本研究論文主要是利用歐傑電子能譜儀(Auger electron spectroscopy; AES)，低能量電子繞射儀(low-energy electron diffraction; LEED)，紫外光能譜術(ultra-violet photoemission spectroscopy; UPS)、以及磁光柯爾效應儀(magneto-optical Kerr effect; MOKE) 來研究Ni/Co/Pt(111) 及Co/Ni/Pt(111) 鏡像系統其成長模式、合金形成及表面磁性的關係。 根據LEED(0,0)光束強度及AES訊號強度隨蒸鍍時間變化的關係，我們得知在室溫條件下，無論是Ni超薄膜在1 ML Co/Pt(111) 上成長(ML: monolayer)，或者是Co超薄膜在1 ML Ni/Pt(111)上成長時，都會先形成2層的層狀成長之後才開始3維的島狀成長。對此二系統而言，其升溫形成合金的過程都可被分成2階段，首先是升溫過程中，Co和Ni會先混合，然後Ni-Co混合層在更高溫時會擴散進入Pt基底，形成Ni-Co-Pt合金。其中，1-3 ML Ni/1 ML Co/Pt(111)系統開始產生Ni與Co混合的溫度皆為420 K，此溫度與Ni覆蓋層的厚度無關；然而對1-3 ML Co/1 ML Ni/Pt(111) 系統而言，產生Ni與Co混合的溫度隨Co覆蓋層的厚度增加而升高。此二系統的Ni-Co混合層開始擴散進入Pt基底形成Ni-Co-Pt合金的溫度，皆隨著覆蓋層的厚度增加而升高。 我們同時也量測在室溫成長時，其磁性隨覆蓋層厚度變化的關係。1層至24層Ni超薄膜在1 ML Co/Pt(111) 成長時，其磁化易軸(the easy axis of the magnetization)會在垂直樣品表面的方向，具有很強的垂直磁異向性(perpendicular magnetic anisotropy; PMA)；1至3層Co原子層蒸鍍在1 ML Ni/Pt(111)上，無論是垂直或者是平行樣品表面我們皆量測不到磁滯的訊號，此現象可能與Ni緩衝層阻隔了Co與Pt接觸有關。樣品經過升溫效應所產生的磁性變化其擴散過程一致。經過高溫處理過後的樣品形成了Ni-Co-Pt合金，合金的矯頑力(coercivity)大小可經由升溫時產生的合金濃度變化來控制。 根據比較1 ML Ni/1 ML Co/Pt(111)與1 ML Co/1 ML Ni/Pt(111)的實驗結果，我們發現當退火溫度(annealing temperature)介於750 K 和780 K之間時，表面合金結構會由NixCo1-xPt轉變成NixCo1-xPt3，藉由計算接近居禮溫度(Curie temperature)時的值(critical exponent)，我們得知此時表面的磁性結構亦由2維磁性結構的轉變成3維磁性結構，並且，在表面合金結構由NixCo1-xPt轉變成NixCo1-xPt3之時，居禮溫度隨退火溫度升高而下降的現象變得更明顯。此外，在相同退火溫度條件下，1 ML Ni/1 ML Co/Pt(111)系統的居禮溫度一直比1 ML Co/1 ML Ni/Pt(111)系統的居禮溫度高，我們認為這種現象與Ni、Co的成分比有關。我們也經由研究2 ML Ni/1 ML Co/Pt(111)、2 ML Co/1 ML Ni/Pt(111)、12 ML Ni/1 ML Co/Pt(111)、以及24 ML Ni/1 ML Co/Pt(111)等系統來探討Ni、Co的成分比對居禮溫度的影響。 另一組鏡像系統，2 ML Ni/2 ML Co/Pt(111)和2 ML Co/2 ML Ni/Pt(111)，經過退火之後，我們意外地發現樣品產生了spin reorientation transition (SRT)，這種現象在以1層Co及1層Ni當作緩衝層的系統中，完全沒有被發現過。我們認為Ni、Co的成分比及其分佈的均勻度應是造成此現象的重要因素，在本論文中我們會加以討論。