摘 要
超巨磁阻(Colossal magnetroresistance)，指的是在順磁-鐵磁轉換的過程伴隨著巨大的磁阻變化。典型的CMR材料為鈣鈦礦結構。本實驗使用(L,A)MnO3 A=Ca,Sr為靶材，並以離軸磁控濺鍍法成長薄膜。
本實驗分為兩部分，第一部份利用磁控射頻濺鍍系統成長(L,A)MnO3 A=Ca,Sr薄膜，對於（LaCa）MnO3 薄膜施以不同溫度之退火，研究其退火後之物性及結構上的變化；對於（LaSr）MnO3 薄膜施以不同成長溫度及不同溫度之退火，研究在不同成長溫度下及其退火後之物性及結構上的變化。
第二部份使用鈦酸鍶（SrTiO3）及氧化鎂（MgO）基板，利用磁控射頻濺鍍系統成長一系列不同膜厚的(La,Ca)MnO3薄膜，由於基板晶格常數和靶材之間的不匹配（mismatch），會有應力的作用而產生應變，藉由電阻量測（R-T曲線），X-ray繞設分析儀，穿透式電子顯微鏡（TEM），掃描式電子顯微鏡（SEM）。研究薄膜應變後對其物性及結構有何影響。
本研究的結果發現在不同退火溫度下，會影響薄膜的表面結構及其磁阻特性；基板和靶材晶格常數的不匹配(mismatch)對不同厚度的LCMO薄膜的結構及物性有很大的影響。

Abstract

There has been much interest in colossal magnetoresistance in doped maganite peroviskite meterials.(La,A)MnO3 thin film have been fabricated by off-axis RF magnetron sputtering techhique.
The Growth mechanical of (La,A)MnO3 A=Ca,Sr in Different growth temperatures on substrate and different annealing temperatures reveals the observably different results on its structure and electrical transport properties.
Due to the lattice mismatch between substrates and bulk,strain has been a important factors of magnetic resistance and electrical properties.
Different thickness of La0.67Ca0.33MnO3 thin film were grown on (001)SrTiO3 and(001)MgO substrates at growth temperature 750 degree C ,it has shown systematic variations to film thickness in magnetic and electrical transport properties.

目 錄

第一章 前言…………………………………………………...1
第二章 基本理論……………………………………………...3
2-1 磁性物質的介紹……..……………………………….....3
2-2 磁阻的介紹………………………………………….….8
2-3 巨磁阻材料…………………………………………….11
2-4 超巨磁阻相關理論……………………………….…….18
2-5 濺射理論…………………………………….….……..21
第三章 實驗………………………………...…………….….32
3-1 濺鍍系統儀器設備……………………………………..32
3-2 靶材製作…………………………………………..…..36
3-3 薄膜成長實驗流程……………………………………..40
3-4 薄膜物性分析………………………………………….44
3-4-1成分分析(RBS分析) ……….…………………….44
3-4-2晶體結構分析……………………………………..44
3-4-3晶體表面分析………………………………….….48
第四章 結果與討論……………………...…………………..51
4-1 (LaCa)MnO3薄膜在不同退火溫度之探討………………51
4-1-1 (LaCa)MnO3薄膜電性量測……………………...51
4-1-2 (LaCa)MnO3薄膜表面觀察……………………...51
4-2 (LaSr)MnO3薄膜在不同退火溫度之探討………………...55
4-2-1 LaSrMnO3薄膜電性量測……………………......55
4-2-2 (LaSr)MnO3薄膜表面觀察…………………..…..56
4-3不同厚度薄膜之結構分析…………………………..…..58
4-3-1 成長時間與膜厚之關係………………...………..58
4-3-2 成長時間與成份…………………………..……..59
4-3-3 薄膜厚度與晶格常數之關係.…………………..……61
4-3-4 薄膜厚度與應變(strain) …...……………………..59
4-3-5 成長在不同基板的LCMO薄膜之結構…………..…70
4-4 LCMO薄膜物性之量測………………..……...………..85
第五章 結論……………………………………...…..……..103
參考資料………………………………………………...…..104

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