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研究生:邱瓊絹
研究生(外文):Chiuing-Chan Chiu
論文名稱:在(100)鑭鍶鎵氧基板成長a軸釔鋇銅氧薄膜之特性研究
論文名稱(外文):Characterization of a-axis Oriented Y1Ba2Cu3O7 Superconducting Thin Films
指導教授:吳光雄吳光雄引用關係
指導教授(外文):Kaung-Hsiung Wu
學位類別:碩士
校院名稱:國立交通大學
系所名稱:電子物理系
學門:自然科學學門
學類:物理學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:85
中文關鍵詞:釔鋇銅氧薄膜鑭鍶鎵氧a 軸高溫超導體X光吸收光譜激發探測
外文關鍵詞:YBCOLSGOa-axisPBCOX-ray absorptionpump-probe
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本實驗是利用脈衝式雷射( Pulsed Laser Deposition )鍍膜方式,在鑭鍶鎵氧(LaSrGaO4,LSGO )拋光基板上成長(100)釔鋇銅氧薄膜(Y1Ba2Cu3O7-x , YBCO ) ,我們使用X-ray θ-2θ繞射掃瞄與晶體轉動曲線來分析薄膜結晶結構,及利用f方位掃瞄來分析薄膜晶粒平面排列方向的有序度;我們將薄膜製成沿著b 軸及沿c軸的微橋,並利用四點量測法(R-T)做薄膜電性的量測;使用原子力顯微鏡(AFM)、掃描式電子顯微鏡(SEM)、掃描式穿隧電子顯微鏡(STM)來分析薄膜表面狀態;利用X光吸收光譜(XAS)量測(100)YBCO薄膜的電子結構,因薄膜成長方向固定的緣故,有些入射角度並無法直接探測,如YBCO(001)薄膜,即無法探測垂直c軸(亦即90° )的吸收光譜,只能探測平行ab平面的吸收光譜,在此情況之下,YBCO(100)薄膜即可提供絕佳的互補,因為同步輻射X光的偏振方向是固定的,所以我們提供兩塊樣品,如此即可探測到不同晶軸方向(即平行c軸及平行b軸方向)的X光吸收光譜,在經由計算得到平行a軸的X光吸收光譜;及利用飛秒級鎖模鈦-藍寶石雷射,配合激發探測系統及一套開放式冷卻系統,以不同極化方向的激發探測光研究在不同溫度下,(100)YBCO薄膜的超快光學反應,這些特性量測的結果顯示(100)YBCO薄膜具有顯著的各向異性性質。

a - axis oriented Y1Ba2Cu3O7 (YBCO) superconducting thin films grown on (100) LaSrGaO4 (LSGO) substrates was investigated systematically by pulsed laser deposition technique. It was found that, in order to obtain high degree of preferred orientation growth, the use of P1Ba2Cu3O7 (PBCO) heterotemplate layer in desiralble. The obtained YBCO thin films were examined by using X-ray diffraction (XRD) with rocking curve measurement to check for the crystallinity. The in-plane orientation of the films was investigated by Φ-scan. The rocking curve of (100) diffraction peak was about 0.33o-0.58o with the in-plane alignment is about 95.3%, indicating the good quality of the obtained films. The temperature properties of the films were measurement by the standard four - probe method, and the surface morphology of the films was examined by atomic force microscopy (AFM) and scanning electron microscopy (SEM) and Scanning Tunneling Microscope (STM). Furthermore, the anisotropies of the electronic structure and quasiparticles relaxation dynamics of the (100)YBCO films with X-ray absorption spectroscopy (XAS) and femtosecond pump-probe technique.

中文摘要i
英文摘要ii
誌謝iii
目錄v
圖目錄vi
一、緒論1
1.1超導體的發現及歷史1
1.2研究動機與目標2
1.3章節概要3
二、實驗裝置與方法4
2.1 脈衝雷射蒸鍍系統4
2.2基板的選擇與清潔5
2.3 鍍膜流程8
2.4 (100)YBCO薄膜特性量測分析9
三、(100)YBCO薄膜一般特性量測分析11
3.1 薄膜結晶結構分析11
3.1.1 X-ray繞射量測11
3.1.2 晶體轉動曲線14
3.1.3 f方位掃瞄15
3.2薄膜電性量測16
3.2.1微橋製備17
3.2.2補氧系統18
3.2.3電阻-溫度(R-T)量測系統19
3.2.4 R-T實驗結果21
3.3 薄膜表面形態量測23
3.3.1原子力顯微鏡23
3.3.2掃描式電子顯微鏡25
3.3.3掃描式穿隧電子顯微鏡25
四、 X光吸收光譜27
4.1 X光吸收光譜原理28
4.2 X光吸收光譜實驗方法28
4.3 X光吸收光譜實驗結果29
五、激發探測實驗32
5.1 激發探測實驗原理33
5.2 激發探測實驗系統33
5.2.1 鎖模鈦藍寶石雷射系統33
5.2.2色散補償系統34
5.2.3自相關器34
5.2.4低溫系統36
5.2.5激發-探測系統36
5.3 激發探測實驗方法38
5.4 實驗結果與討論40
5.4.1 (001)與(100)YBCO薄膜在正常態之載子弛緩行為40
5.4.2 (001)與(100)YBCO薄膜在超導態之載子弛緩行為41
六、結論與未來工作展望45
6.1 結論45
6.2 未來工作展望46
參考文獻或資料81

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2. 14.李震山 「警察盤查權與人身自由權」 中國論壇第三一七期 民國七十七年十二月
3. 13.李湧清 「巡邏、臨檢與勤區查察-攻勢性警察之再思考」 警專學報第一卷第七期 民國八十六年六月
4. 12.王茂松 「非法搜索與扣押所取得證據之研究」 中興法學弟二一期 民國七十四年三月
5. 11.王兆鵬 「臨檢與行政搜索」 月旦法學雜誌 第八十五期 民國九十一年六月
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7. 07.王兆鵬 「警察盤查之權限」 刑事法雜誌第四五一卷第一期 民國九十年二月
8. 06.王兆鵬 「附帶扣押、另案扣押與一目暸然法則」 律師雜誌第二五五期 民國八十九年十二月
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11. 03.王兆鵬 「經同意之搜索」 法學叢刊第一七六期 民國八十八年十月
12. 01.丁維新 「臨檢勤務的合法性之探討」 警光雜誌第三六七期 民國七十六年二月
13. 17.林佳璋 「現行警察勤務手段行使『干預權』之探討」 警光雜誌第四八四期 民國八十五年十一月
14. 23.梁添盛 「警察權限行使與令狀主義之適用」 律師雜誌第二三四期 民國八十八年三月
15. 24.許文義 「警察臨檢勤務之研究-從法律觀點以論」 警學叢刊第二十卷第二期 民國七十八年十二月