国立成功大学‘迈向顶尖大学计画’.doc

國立成功大學「邁向頂尖大學計畫」 ? ? 延攬優秀人才工作報告表 NCKU’s “Aim for the Top University Project” Work Report Form for Distinguished Scholars □續聘continuation of employment ■離職resignation 100年7月13日更新 受聘者姓名 Name of the Employee 王瑞龍 ■男 (女 Male Female 聘　期 Period of Employment from 100 年(y)　9 月(m)　8 日(d) to 101年(y) 8月(m)　31 日(d) 研究或教學或科技研發與管理計畫名稱 The project title of research, teaching, technology development and management Novel advanced materials for inorganic and organic spintronics and optospintronics 計畫主持人 （申請單位主管） Project Investigator (Head of Department/Center) 黃榮俊特聘教授 補助延聘編號 Grant Number HUA 101-3-15-440 研究、教學、科技研發與管理工作全程經過概述。（由受聘人填寫） Please summarize the entire research, teaching, or science and technology RD and management work process (To be completed by the employee) 本人在成功大學，主要從事了可用於直流電沉積高度有序納米線陣列的Al/W/Ti範本製備及Ni-Mn-Sb合金馬氏體相變及交換偏置效應的研究，主要成果如下： ZnO是一種直接寬帶隙Ⅱ-Ⅵ族化合物半導體光電材料，具有禁帶寬（室溫下禁帶寬度為3.37eV）、性能 等優點，在紫外發光二極管（ UV LED）、雷射器（LD）、紫外探測器、自旋電子器件及傳感器等領域具有巨大的應用潛力。目前，對ZnO半導體材料研究的熱點和重點在於如何獲得性能優異且可方便地重複生長的p型ZnO,並製備出高效率的ZnO p-n同質結。氧化鋁範本製備的納米線具有長徑比高、尺寸可調、陣列密度高等優點，相對於傳統的化學氣相沉積等方法，成本低，工藝簡單、操作簡便、重複率高，是製備和發展ZnO為材料的納米器件的良好選擇。我們探索了利用磁控濺射的方法，製備Al/W/Ti多層膜，對所得到的薄膜進行陽極氧化，監控電流變化，精確控制氧化層生長，利用氧化鎢在中性溶液易於溶解的特性，在不改變孔徑大小的情況下，除去底部障礙層。所得到的氧化鋁可以方便的進行直流電沉積。流程如下圖1 a-c。該方法可以有效的製備大量高度有序金屬、氧化物納米線陣列，在器件設計上具有重要的潛在應用價值。 圖1 a）多層膜示意圖 圖1 b）陽極氧化後 圖1 c）除去氧化鎢層後 NiMn基鐵磁形狀記憶合金在馬氏體相變附近，伴隨著晶格結構、磁性、電阻的變化，表現出豐富的物理特性，包括磁電阻效應、巨磁熵變、形狀記憶等，同時在低溫馬氏體相，存在著鐵磁、反鐵磁等磁相互作用，具有交換偏置效應，在自旋器件和磁存貯方面具有重要應用。因此，該合金體系是一種多功能材料，在物理性質和技術應用上具有重要的研究意義。我們主要研究了該合金體系的馬氏體相變及鐵磁/反鐵磁耦合所產生的交換偏置效應。主要包括： 1. 熱迴圈刺激對NiMnSb合金的交換偏置調製作用。我們通過在不同高溫下熱迴圈刺激，進一步促進馬氏體相變，改變合金中鐵磁、反鐵磁相互作用比例，增強了反鐵磁相互作用。5 K的M-H回線測量顯示，交換偏置場隨著高溫逐漸升高，在高溫為55 K時達到最大，然後逐漸降低，在95K趨向于零，形成double-shift形狀的M-H回線。我們認為這主要是由於進一步馬氏體相變過程中，新產生的反鐵磁自旋沿著鐵磁性自旋平行或反平行排列，逐漸產生了反鐵磁自旋的double domain結構，鐵磁/反鐵磁耦合作用先逐漸增強，當反鐵磁自旋兩個domain結構大小接近或相等時，產生double-shift的M-H回線。以上結果發表在AIP Advances上。AIP Advances 2, 032181 (2012)。 圖1 Ni50Mn36Sb14合金不同高溫（5、35、 55和95