Abstract
本論文著重於研究(鐵/矽)及(鋱鐵/鉻/釓鐵)系統中鐵磁層間之長距離交互作用力，尤其是探討交互作用力與(鐵/矽)多層膜結構之關係，以及(鋱鐵/鉻/釓鐵)系統中稀土元素及過渡元素間RKKY交互作用。所以本論文中主要包括兩主題：第一個主題為探討結構對鐵/矽多層膜磁性質之影響。藉由選擇適當的基板以及鉻的緩衝層之引入，可利用磁控濺鍍系統成功的在氧化鎂(001)基板上長出(001)磊晶(鐵/矽)多層膜，並且在氧化鋁(0001)基板上長出(110)磊晶(鐵/矽)多層膜。在(鐵/矽)多層膜間的交互耦合作用力主要是和中間層的矽化物種類有關，而此矽化物的生成又會受到晶體結構的影響。在(001)磊晶(鐵/矽)多層膜表現出很強的反鐵磁交互耦合，可由殘餘磁化量(Mr/Ms)與溫度之關係中發現中間層的矽化物為B20-FeSi。藉由電性及磁性質的分析發現(110)磊晶(鐵/矽)多層膜的中間層可能為一混和多種矽化物的中間層。此外，織構結構的(001)(鐵/矽)多層膜也表現出很強的反鐵磁交互耦合，但其飽和場(Hs)卻表現出隨溫度下降而增加，因此此中間層應該是形成金屬性質的B2-FeSi矽化物。另外，在織構結構的(001)(鐵/矽)及(鐵/矽/鋁)多層膜發現了垂直式交互耦合的現象。由垂直式交互耦合參數(J2)跟溫度的關係可知，(001)(鐵/矽)多層膜的垂直式交互耦合現象可由Fluctuation機制來解釋，而loose spin機制可用來解釋(鐵/矽/鋁)多層膜。在磁阻的研究方面發現到磊晶(001)(鐵/矽)、磊晶(110)(鐵/矽)、織構結構的(001)(鐵/矽)及多晶(鐵/矽)多層膜的主要磁阻來源並不相同。磊晶(001)(鐵/矽)的磁阻來自介面的差異性自旋散射，其表現出來的磁阻很小主要是來自低散射率B2-FeSi矽化物。相對於磊晶(001)(鐵/矽)，織構結構的(001)(鐵/矽)多層膜有較大的磁阻，主要的貢獻可能來自於鐵磁層的晶界及差排對電子的散射。另外，在磊晶(110)(鐵/矽)多層膜也表現出較磊晶(001)(鐵/矽)多層膜來的大的磁阻，可能來自於介面高自旋散射率的?-FeSi矽化物。