自從1988年所發現的巨磁阻效應，近20年以來自旋電子學蓬勃發展。相關的巨磁阻(GMR)、龐磁阻(CMR)與穿隧磁阻(TMR)的研究與應用皆以飛躍般的速度推進。而在2007年諾貝爾物理學獎更頒給對於巨磁阻研究有巨大貢獻的Albert Fert以及Peter Grünberg。近來MRAM(Magnetic Random Access Memory)的開發應用是個相當熱門的課題，其中MRAM元件的核心操作構造便是磁性穿隧接(magnetic tunnel junction,MTJ)。此研究主要以實驗室長久研究的龐磁阻材料— La0.67Ca0.33MnO3、La0.67Sr1.33MnO4 以及La0.8Ba0.2MnO3成長多層膜(multilayer)，探究此多層膜的製程與特性，作為日後以此材料製作出磁性穿隧接面的基礎。

From the discovery of GMR effect since 1988,spintronic has been extensively developed. Research and application of relative GMR, CMR and TMR topics have progressed rapidly. In the year of 2007, the Nobel prize of physics was awarded to Albert Fert and Peter Grünberg for the great achievement on the research of GMR. The application of development on MRAM is a very hot subject recently and the main operating constructions of MRAM are MTJ.
In this thesis, La0.67Ca0.33MnO3、La0.67Sr1.33MnO4 and La0.8Ba0.2MnO3 of CMR materials were growth to multilayer to investigate the properties and characters of the films, in order to built up the MRAM based on CMR MTJ’s.

第一章 緒論………………………………………………………01
第二章 基本理論…………………………………………………03
2-1 磁阻介紹………………………………………………………03
2-2-1 常磁阻(Ordinary MR, OMR)…………………………………05
2-2-2 異向磁阻(Anisotropic MR , AMR)…………………………05
2-2-3 巨磁阻(Giant MR, GMR) ……………………………………06
2-2-4 穿遂磁阻(Tunneling MR, TMR)……………………………06
2-2-5 龐磁阻(Colossal MR ; CMR)………………………………08
2-2 自旋閥…………………………………………………………09
2-3 雙交換機制模型………………………………………………12
2-4 La1-xCaxMnO3…………………………………………………15
2-5 La1-xSr1+xMnO4………………………………………………19
2-6 LaXBa1-XMnO3…………………………………………………21
第三章 實驗方法…………………………………………………22
3-1 實驗儀器設備之簡介…………………………………………22
3-1-1 射頻磁控式薄膜濺鍍系統……………………………………22
3-1-2 黃光微影製程…………………………………………………24
3-1-3 離子源蝕刻系統………………………………………………25
3-1-4 電性及磁阻量測系統…………………………………………29
3-1-5 原子力顯微鏡…………………………………………………32
3-1-6 X光繞射系統…………………………………………………34
3-2 實驗流程與方法………………………………………………35
第四章 數據分析與討論…………………………………………37
4-1 LCMO/ LSMO(214)/ LCeMO多層薄膜…………………………37
4-2 均勻度改善……………………………………………………47
4-3 蝕刻製程………………………………………………………52
4-4 改良之多層薄膜………………………………………………63
第五章 結論………………………………………………………77
References……………………………………………………………78

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