一直以來，較高的磁阻效應都是龐磁阻材料備受矚目的關鍵，但由於其相轉變溫度(Tp)與居里溫度(TC)較低，使得此等材料在運用上受到限制而無法突破。影響其二者的原因有很多，如龐磁阻材料R1-xAxMnO3(R：稀土族元素，A：鹼金屬元素)結構中，R與A的元素選用、R與A的配比選取等，都有極大的影響。但一旦元素與配比確定之後，接著就是探討其內部機制問題，其中應力效應(Strain Effect)就扮演了重要的角色。但在研究應力效應的過程中發現，成長薄膜所使用的SrTiO3(100)基板表面存在不穩定的SrO層，容易在成長過程中擴散進入薄膜，導致無法順利研究應力效應與Tp之間的關係。
本文即致力於基板表面的處理，利用化學酸蝕的方法使SrTiO3(100)基板表面盡可能只裸露出TiO2層，並在不同蝕刻條件的基板上成長La0.67Ca0.33MnO3薄膜。結果發現La0.67Ca0.33MnO3薄膜在處理過後的基板上呈現不同以往成長的排列方式，而此種排列方式可能減少基板對薄膜所造成的應力效應，並有效提升Tp值。

The high magnetoresistance is one of the most important properties that led the colossal magnetoresistance (CMR) materials been kept attention, however, because of the low phase transition temperature (Tp) and Curie temperature (TC) limits the application of the materials. The Tp could be influenced by many factors, as for the R1-xAxMnO3(R=rare earth element, A=alkaline metal, 0＜x＜1) CMR materials, the selections of elements on R, A, and the ratio of x would make the difference. Besides these factors, when the film was grown on a substrate, the strain effect initiated at the substrate/film interface plays an essential role on the change of Tp and other physic properties. In other hand, the Sr element, existed in the SrTiO3(100) substrate, may also diffuse into the thin films during growth and alter the composition of the film and change its physic properties.
In this thesis, we mainly focused on the modifying of the surface of substrates to prevent the diffusion problems. A wet chemical method was applied to modify the top layer of substrates such that the surface layer of the substrate is consisted of Ti-O layer only. By varying the high temperature annealing and etching processes, an optima processing condition was established.

目錄
第一章 簡介…………………………………………………………01
第二章　基本理論……………………………………………………… 03
　 2-1 磁性物質簡介…………………………………………………… 03
2-1-1
順磁性(paramagnetism) …………………………… 04
2-1-2
鐵磁性(ferromagnetism) …………………………… 04
2-1-3
反鐵磁性(antiferromagnetism) ……………………… 05
2-1-4
亞鐵性(ferrimagnetism) …………………………… 06
2-1-5
抗磁性(diamagnetism) ……………………………… 07
　 2-2 磁阻簡介………………………………………………………… 09
2-2-1 常磁阻(Ordinary MR，OMR) ……………………… 09
2-2-2 異向磁阻(Anisotropic MR，AMR) ………………… 10
2-2-3 巨磁阻(Giant MR，GMR) ………………………… 10
2-2-4 穿遂磁阻(Tunneling MR，TMR) ………………… 11
2-2-5 龐磁阻(Colossal MR，CMR) ……………………… 12
2-3 應力效應(Strain Effect) ……………………………………… 14
2-4 La1-xCaxMnO3材料簡介……………………………………… 16
2-5 SrTiO3(100)基板簡介………………………………………… 18
第三章 實驗方法與儀器介紹………………………………………… 21
3-1 SrTiO3(100)基板表面處理…………………………………… 21
3-2　La0.67Ca0.33MnO3薄膜成長…………………………………… 24
3-3 實驗儀器簡介…………………………………………………… 26
3-3-1 射頻磁控濺度系統(RF Magnetron Sputtering System) 26
3-3-2 原子力顯微鏡(Atomic Force Microscopy，AFM) … 28
3-3-3 X-Ray繞射系統(X-Ray diffraction system) …………31
3-3-4 電性量測系統………………………………………… 32
第四章 實驗結果與討論……………………………………………… 34
4-1　SrTiO3(100)基板表面形貌分析……………………………… 34
4-1-1 蝕刻結果比較………………………………………… 34
4-1-2 退火結果比較………………………………………… 45
4-1-3 退火與蝕刻結果比較………………………………… 51
4-2　La0.67Ca0.33MnO3薄膜/ SrTiO3(100)基板之物性分析……… 54
4-2-1 薄膜表面形貌分析…………………………………… 54
4-2-2 X-Ray薄膜繞射分析………………………………… 60
4-2-3 電性量測分析………………………………………… 63
第五章 結論…………………………………………………………… 67
參考資料………………………………………………………………… 68
附錄……………………………………………………………………… 70

[1] M. N. Baibich, J. M. Broto, A. Fert, F. Nguyen van Dau, F. Petroff, P. Etienne, G. Creuzet, A. Friederich and J. Chazelas，Phys. Rev. Lett. 61，2472 (1988)
[2] G. Binasch, P. Grünberg, F. Saurenbach, and W. Zinn, Phys. Rev. B 39,4828(1989)
[3] R. von Helmolt, J. Wecker, B. Holzapfel, L. Schultz, and K. Samwer, Phys. Rev. Lett. 71, 2331(1993)
[4] C. Zener, Phys. Rev. 81, 440(1951)
[5] A. J. Millis el.al. Phys. Rev. Lett. 74, 5144(1995)
[6] Kawasaki M, Takahashi K, Maeda T, Tsuchiya R, Shinohara M, Ishiyama O, Yonezawa T, Yoshimoto M and Koinuma H, Science 266 , 1540-2 (1994)
[7] 戴道生, 錢昆明, 鐘文定, 廖紹彬, "鐵磁學", 科學出版社(2000)
[8] 張煦,李學養 同譯, "磁性物理學", 聯經出版事業公司(1982)
[9] M. Julliers, Phys. Lett. 54A,225 (1975)
[10] R. Mahendiran and S. K. Tiwary, Phys. Rev. 53, 3348(1996)
[11] D. A. Bonnell and J. Garra, Rep. Prog. Phys. 71, 044501(2008)
[12] 國科會精密儀器中心委員會, "真空技術與應用", 全華科技圖書公司
[13] Gertjan Koster, Boike L. Kropman, Guus J. H. M. Rijnders, Dave H. A. Blank, and Horst Rogalla, Appl. Phys. Lett. 73, 2920(1998)
[14] T. Ohnishi el.al., Appl. Phys. Lett. 85, 272(2004)
[15] Gertjan Koster, Guus Rijnders, Dave H. A. Blank, Horst Rogalla, Physical C 339, 215(2000)
[16] P. W. Anderson and H. Hasegawa, Phys. Rev. 100, 675(1955)
[17] B. Vengalis, A. Maneikis, F. Anisimovas, R. Butkuté, L. Dapkus, and A. Kindurys, J. Magn. Magn. Mater. 211, 35 (2000)
[18] R. B. Praus, B. Leibold, G. M. Gross, and H. U. Habermeier, Appl. Surf. Sci. 138,40 (1999)
[19] P. Schiffer, A. P. Ramirez, W. Bao, and S.-W. Cheong, Phys. Rev. Lett. 75, 3336(1995)
[20] R. A. Rao, D. Lavric, T. K. Nath, C. B. Eom, L. Wu and F. Tsui, J. Appl. Phys. 85,4794 (1999)
[21] 林昭吟,物理雙月刊 22,584(2000)
[22] 許信國, 中山大學物理所, 九十五年碩士論文
[23] 曾中政, 中山大學物理所, 九十五年碩士論文