本實驗利用磁控濺鍍機成長Ni80Fe20/Ir20Mn80的交換耦合薄膜系統，發現藉由改變鐵磁層Ni80Fe20與反鐵磁層Ir20Mn80的薄膜厚度，可得到不同的交換耦合偏壓場(Hex)、交換耦合能(Jk)與矯頑磁場(Hc)。
在Ni80Fe20/Ir20Mn80的交換耦合薄膜系統中，我們發現當以反鐵磁層IrMn的厚度為變數時，在IrMn厚度大於30 Å以上，可量測到Hex的有很大的變化，且隨著厚度持續增加到150 Å，Hex幾乎達飽和且無明顯的變化。當製程條件為外加場500 Oe，IrMn厚度為90 Å時，可得到最大的Hex ＝116 Oe。而當製程條件在外加場500 Oe，加溫至250℃持溫1小時後，並場退火至室溫的熱處理條件中，我們可得到最大Hex與最小Hc的理想數值發生在IrMn厚度為90至150 Å之間，且在IrMn厚度為90至110 Å時可得到最大的飽合Jk為0.06 erg/cm2。
而在以鐵磁層NiFe厚度為變數的薄膜系統中，我們得知隨著NiFe的厚度(y)增加，Hex與Hc皆會逐漸減少。由於在公式Hex = Jk / (Msy)中，我們假設Jk / Ms為一定值時，經由推導可以得到，Hex應是反比於NiFe的厚度y。而Hc的逐漸減少則是由於在NiFe/IrMn的界面發生表面釘紮效應(surface pinning effect) 所導致的結果。
透過TEM影像的觀察與XRD的分析，我們可得知IrMn(111)的織構(texture)與TEM影像圖中NiFe/IrMn界面的規則晶面排列有關，晶面排列越規則，所得到的IrMn (111)織構的強度越強。

We can obtain different Exchange biasing field (Hex)、coercivity (Hc) and interfacial exchange energy (Jk) by varying either the thickness of the ferromagnetic Ni80Fe20 or the antiferromagnetic Ir20Mn80 film made by DC-magnetron sputtering.
In our study, when the thickness (x) of the IrMn layer is greater than 30Å Hex is a function of x；we found the Hex strongly increases and then reaches saturation with the IrMn thickness up to 150 Å. When the samples were made by sputtering in a field h = 500 Oe, we could get the maximum Hex at x = 90 Å. When the samplees were by postannealing at 250℃ for 1 hour in a field h = 500 Oe, and then field cooling to room temperature, we could gain the optimal values for the maximum Hex and the minimum Hc when x was between 90 Å to 150 Å, and the largest interfacial exchange energy Jk= 0.06 erg/cm2.
In regard to the Hex and Hc dependence on NiFe thickness (y), we learned that when the NiFe thickness (y) is increased, Hex and Hc are reduced gradually. We assume Jk/Ms is a constant in the formula Hex = Jk /(Msy). Then Hex is proportional to (1/y). The gradual reduction of Hc is due to the surface pinning effect at interface of NiFe/IrMn bilayer.
Through observation of TEM images and analysis of XRD, we can learn IrMn (111) texture is related to the NiFe/IrMn interface. There are more regular crystal planes arranged in TEM image picture；the crystal planes are the IrMn (111) textured and the reflected intensuty from these phases are strong.

1. W.H. Meiklejohn, C.P. Bean, Phys. Rev. 102, 1413 (1956).
2. 鐵磁/反鐵磁金屬薄膜之間的交換磁異向性，胡裕民、黃榮俊。
3. J. van Driel , F.R. de Boer, K.-M. H. Lenssen, J. Appl. Phys.88, 975
(2000).
4. J. Van Driel, F. R. de Boer, K.-M. H. Lenssen, and R. Coehoorn, J. Appl.
Phys.88, 975 (2000).
5. H. N. Fuke, K. Saito, Y. Kamiguchi, H. Iwasaki, and M. Sahashi, J. Appl.
Phys. 81, 4004 (1997).
6. V. Gehanno, P. P. Freitas, A. Veloso, J. Ferreira, B. Almeida, J. B.
Sousa, and M. F. de Silva, IEEE Trans. Magn. 35,4361 (1999).
7. 鄭振東，實用磁性材料，全華科技圖書股份有限公司(1999)。
8. Cullity，”Introduction to magnetic materials”.
9. 王坤池，國立台灣科技大學機研所碩士論文(2001)。
10. 陳宿惠，國立台灣師範大學物理所碩士論文(1999)。
11. 陳淑貞，國立台灣師範大學物理所碩士論文(1999)。
12. E. H. Meiklejohn and C.P.Bean,Phys.Rev.102，1413 (1956).
13. 近角聰信著，張煦、李學養譯，“磁性物理學”，聯經出版(1982)。
14. William F.Smith著，李春穎、許煙明、陳忠仁譯，“材料科學與工程”，高立圖書
有限公司(1994)。
15. 劉國雄、林樹均、李勝隆、鄭晃忠、葉鈞蔚，“機械材料學”，全
華科技圖書股份有限公司(1996)。
16. W. H. Meiklejohn, J. Appl. Phys. 33, 1328 (1962).
17. W. H. Meiklejohn and C. P. Bean, Phys. Rev. 105, 904 (1957).
18. 蘇清森，“真空技術”，東華書局(1992)。
19. John F. O’Hanlon, “A User’s Guide to Vacuum Technology ”, Wiley(1989).
20. 真空技術與應用，行政院國家科學委員會精密儀器發展中心
(2001)。
21. 呂登復，實用真空技術，國興出版(1986)。
22. 金重勳，磁性技術手冊，中華民國磁性技術協會出版(2002)。
23. 汪建民，材料分析，中國材料科學學會(1998)。
24. 吳泰伯、許樹恩， “X光繞射原理與材料結構分析”，中國材料科學學會(1996)。
25. 陳文智，國立台灣科技大學機研所碩士論文(2006)。
26. 陳元宗，國立清華大學材料所博士論文(2006)。
27. 中央研究院物理所奈米核心中心網頁：
http://www.phys.sinica.edu.tw/~nanofacilities/HRTEM.htm (2008).
28.“Precision ion polishing system (PIPS)”, Gatan. (2001).
29. T. Hughes, K. O’Grady, H. Laidler, and R. W. Chantrell, J. Magn.Magn.
Mater. 235, 329 (2001).
30. D. Lacour, O. Durand, J. -L. Maurice, H. Jaffrès, F. Nguyen Van
Dau, F.Petroff, and A. Vaurès, J. Magn. 270, 403 (2004).
31. Hua-Rui Liu, Tian-Ling Ren, Bin-Jun Qu, Li-Tian Liu, Wan-Jun
Ku, and Wei Li, Thin Solid Film. 441, 111 (2003).
32. J. Nogués and Ivan K. Schuller, J. Magn. Magn. Mater. 192, 203 (1999).
33. S.F.Chen g and P. Lubitz, J. Appl. Phys. 87, 4927 (2000).
34. Yuan-Tsung , S.U.Jen , Y.D.Yao, Jenn-Ming Wu, Jey-Hwa Liao, J.
AlIoy.Compounds.448, 59-63 (2008).
35. G. Malionowski, M. Hehn, S. Robert, O. Lenoble,and A. Schuhl,
J.Appl. Phys.98, 113903 (2005).
36. San Diego, La Jolla, J. Magn. Magn. Mater. 192, 203-232 (1999).