技術名稱：控制包覆磁性材料之碳基奈米結構製程
技術形式：中華民國專利（1件）
授權形式：專利授權；技術移轉
技術來源：國立大學
應用產業：電腦及週邊設備產業；磁記錄儲存材料；奈米結構

技術描述：
為了增加奈米結構材料之應用範圍，例如製作磁紀錄媒體(magnetic recording)，本發明提供一種控制包覆磁性材料之碳基奈米結構(carbon-base nanostructures)製程，係以電子迴旋共振化學氣相沉積法(ECR-CVD)進行成長包覆磁性材料之碳奈米結構及其後處理。以表面具有磁性金屬觸媒(例如：FePt、CoPt、Nd2Fe14B、Fe和FeNi 等薄膜)和添加物之基材通以直流偏壓源及加熱，做電漿前處理使進行基材表面蝕刻，並施以適當的磁場以改進磁性異向性(magnetic anisotropy)；再使反應氣體(例如：甲烷及氫氣)進行化學氣相沈積；藉此，達到控制奈米結構材料之尺寸、形狀、形成具方向性排列成長之奈米結構，可有效提高磁紀錄媒體之紀錄密度，並具保護隔離效果以避免相互干擾，而且具磁異方性和高矯頑磁力(coercive force)的效果。圖一為以各種磁性金屬觸媒所成長之碳奈米結構之電子顯微鏡影像。

關於磁記憶媒體之運用方面，本製程提供了以下之優點：碳奈米結構具有優良之準直性、形成包裹於碳奈米結構頂端之獨立且均勻分散之磁性顆粒、高紀錄密度(134 Gtubes/ inch2，以Fe觸媒輔助成長之碳奈米結構)、高度之磁異向性(形狀異向性和誘發異向性)以及高度的矯頑磁力。而鑲埋於碳奈米結構中之觸媒顆粒直徑(35 nm, or 10∼100 nm)僅略大於單磁域晶粒尺寸(接近單磁域晶粒尺寸時將獲得較佳之矯頑磁力)，目前以在715 ℃下利用Fe為觸媒輔助成長之碳奈米結構具有最佳之矯頑磁力(750 Oe)，且在碳奈米結構徑向與軸向之矯頑力最高也高達300 Oe。圖二為以Fe觸媒所成長之碳奈米結構之AFM與MFM影像。在MFM影像中較亮及較暗之區域分別代表與MFM探針作用之磁力方向為相斥或相吸之作用力。圖中顯示磁性顆粒分佈均勻，而且每一顆粒之磁場可以被偵測或讀取。(853字)

關鍵圖式：

圖一　各種磁性金屬觸媒輔助成長之碳奈米結構形貌(a) Fe, 側視圖,(b) Fe,上視圖,(c) FePt,側視圖,(d) FePt,上視圖,(e) CoPt,側視圖,(f) CoPt,上視圖,(g) Nd2Fe14B,側視圖,(h) Nd2Fe14B,上視圖,(i) FeNi,側視圖,(j) FeNi,上視圖

圖二　以Fe觸媒所成長之碳奈米結構之(a) AFM 影像，(b) MFM影像和(c) MFM影像所相對應的橫截面