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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:李杰陽
研究生(外文):Chueh Yang Li
論文名稱:微觀探討在Ba1.6Sr0.4FeMoO6及Ca0.1Sr1.9FeMoO6之雙鈣鈦礦結構與物理性質關聯性研究
論文名稱(外文):Microanalyzation of the correlation between the physical properties and the double-perovskite structure of Ba1.6Sr0.4FeMoO6 and Ca0.1Sr1.9FeMoO6
指導教授:楊安邦楊安邦引用關係施仁斌
指導教授(外文):Yang An-BonShi Jan-Bin
學位類別:碩士
校院名稱:東海大學
系所名稱:物理學系
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:108
中文關鍵詞:雙鈣鈦礦結構穿隧式磁阻
外文關鍵詞:TMRgrainsizeIMRBSFMOCSFMO
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文獻[9]指出在多晶的Sr2FeMoO6低磁場的顆粒間穿隧式磁阻材料高度摻雜Ca和Ba元素在Sr的位置,可以獲得很好的磁阻變化。
本文主要在比較摻雜物造成的化學壓和顆粒大小對磁阻的影響何者為主要。選擇的對象以Ba1.6Sr0.4FeMoO6和Ca0.1Sr1.9FeMoO6為主,運用不同燒結時間對顆粒造成大小的差異來探討對材料本身的磁性、電性和磁阻性質的研究。
樣品製作則選用固態燒結法,燒結溫度控制在1150℃並通以壓力比2%的氫氬混合氣分下燒結。選用燒結時間為0.5、1、12、24和48小時。

Low-field intergrain magnetoresistance (IMR) in the polycrystalline materials of double perovskite Sr2FeMoO6 is found to be highly tunable by doping Ca or Ba into the Sr site.[9] We Compared the effect of the dopant exerts a intragrain chemical pressure with the effect of grain size on magnetoresistance and electrical and magnetic properties of Ba1.6Sr0.4FeMoO6 and Ca0.1Sr1.9FeMoO6. Ba1.6Sr0.4FeMoO6 and Ca0.1Sr1.9FeMoO6 samples with different grain size have been prepared by the conventional solid state reaction followed by sintering in a stream of 2% H2/Ar at 1150 oC with various sintering times 0.5 hr, 1 hr, 12 hrs, 24 hrs and 48 hrs.

第一章 緒論…………………………………………………………………1
1-1 前言……………………………………………………………1
1-2 磁阻材料………………………………………………………3
1-2-1 磁阻現象……………………………………………………3
1-2-2 磁阻發展歷程………………………………………………4
1-3 研究方向………………………………………………………11
第二章 理論介紹……………………………………………………………13
2-1 晶粒成長概論…………………………………………………13
2-1-1 晶粒成長……………………………………………………13
2-1-2 二次再結晶…………………………………………………15
2-1-3 孔隙變因……………………………………………………17
2-2 導電性…………………………………………………………19
2-2.1 導體…………………………………………………………19
2-2.2 半導體………………………………………………………21
2-3 磁性……………………………………………………………22
2-3.1 順磁性………………………………………………………23
2-3.2 陶鐵磁性……………………………………………………23
2-3.3 鐵磁性………………………………………………………25
第三章 實驗設計……………………………………………………………26
3-1規劃………………………………………………………………26
3-2樣品製作…………………………………………………………27
3-3 X-ray粉末繞射……………………………………………… 28
3-3-1儀器簡介………………………………………………………28
3-3-2數據之取得……………………………………………………29
3-3-3 Rietveld method結構分析…………………………………29
3-3-4校正……………………………………………………………34
3-4 SEM量測…………………………………………………………37
3-5高溫電性量測.…………………………………………………38
3-6磁性量測…………………………………………………………39
3-7磁阻量測…………………………………………………………40
第四章 數據分析與討論……………………………………………………41
4-1X-ray粉末繞射分析…………………………………………… 41
4-1-1Ba1.6Sr0.4FeMoO6系統…………………………………… 41
4-1-2 Ca0.1Sr1.9FeMoO6系統……………………………………42
4-2SEM圖分析………………………………………………………43
4-2-1 Ba1.6Sr0.4FeMoO6系統……………………………………43
4-2-2 Ca0.1Sr1.9FeMoO6系統……………………………………45
4-3電性分析…………………………………………………………47
4-3-1 Ba1.6Sr0.4FeMoO6系統變溫ρ-T關係……………………47
4-3-2 Ca0.1Sr1.9FeMoO6系統變溫ρ-T關係……………………49
4-4磁性分析…………………………………………………………51
4-4-1磁滯曲線………………………………………………………51
4-4-2磁化率與溫度的關係…………………………………………52
4-5磁阻分析……………………………………………………… 53
第五章 總結…………………………………………………………………55
參考文獻………………………………………………………………………57
表 目 錄
表3-1 原始粉末的純度和顆粒大小…………………………………………27
表3-2 Rietveld method 分析中常用函數……………………………………30
表3-3 常用峰形函數…………………………………………………………33
表3-4 RIQAS軟體中可能的峰形函數屬性…………………………………34
表4-1.1 不同燒結時間的Ba1.6Sr0.4FeMoO6 (111)/(220)相對強度比……….65
表4-1.2 不同燒結時間的Ca0.1Sr1.9FeMoO6 (101)/(112)相對強度比……….65
表4-1.3 Ba1.6Sr0.4FeMoO6原子位置與各項誤差(1)………………………….66
表4-1.3 Ba1.6Sr0.4FeMoO6原子位置與各項誤差(2)………………………….67
表4-1.4 Ca0.1Sr1.9FeMoO6原子位置與各項誤差(1)………………………….68
表4-1.4 Ca0.1Sr1.9FeMoO6原子位置與各項誤差(2)………………………….69
表4-1.4 Ca0.1Sr1.9FeMoO6原子位置與各項誤差(3)………………………….70
表4-1.5 樣品之晶格常數、晶胞體積..……………………………………….71
表4-2.1 Ba1.6Sr0.4FeMoO6平均顆粒大小…………………………………….72
表4-2.2 Ca0.1Sr1.9FeMoO6平均顆粒大小…………………………………….72
圖 目 錄
圖1-1.a 真空陰極射線管外加垂直磁場之電子偏移圖……………………...4
圖1-1.b自由電子在外加磁場的導體材料中運動偏移情形…………………4
圖1-2 鉍(Bi)在磁場內之電阻變化………………………………………..5
圖1-3 因磁場方向所導致的電阻變化之比較………………………………..6
圖1-4.a 自旋軌道交互作用(H = 0)………………………………………..6
圖1-4.b 自旋軌道交互作用(H// ≠ 0)…………………………………….6
圖1-4.c 自旋軌道交互作用(H^ ≠ 0)…………………………………….6
圖1-5 多層巨式磁阻薄膜之磁化狀態………………………………………..8
圖1-6 ABO3鈣鈦礦結構………………………………………………………..9
圖1-7 AA’BB’O6雙鈣鈦礦結構…………………………………………………9
圖1-8 Superexchange…………………………………………………………10
圖2-1 晶界結構圖……………………………………………………………11
圖2-2 半徑為r的氣泡球面………………………………………………….12
圖3-1 實驗流程圖……………………………………………………………26
圖3-2 X-ray粉末繞射儀器架構圖…………………………………………...29
圖3-3 分裂型函數是使用兩個一半的函數…………………………………32
圖3-4 掃描式電子顯微鏡(SEM)…………………………………………37
圖3-5 高溫電性量測裝置圖…………………………………………………38
圖3-6 磁性量測控溫系統裝置………………………………………………39
圖4-1.1 Ba1.6Sr0.4FeMoO6 X-ray掃描圖(*為雜項AMoO4 (A = Ba,Sr))………61
圖4-1.2 Ca0.1Sr1.9FeMoO6X-ray掃描圖…………………………………………62
圖4-1.3 不同燒結時間的Ba1.6Sr0.4FeMoO6 (200)之半高寬(FWHM)比較…...63
圖4-1.4 不同燒結時間的Ca0.1Sr1.9FeMoO6 (112)之半高寬(FWHM)比較…...64
圖4-2-1.1 Ba1.6Sr0.4FeMoO6電子顯微鏡掃描圖(2000´)(0.5小時)..……………...73
圖4-2-1.2 Ca0.1Sr1.9FeMoO6電子顯微鏡掃描圖(2000´)(0.5小時)..……………...75
圖4-2-1.3 Ba1.6Sr0.4FeMoO6電子顯微鏡掃描圖(2000´)(1小時).....……………...73
圖4-2-1.4 Ca0.1Sr1.9FeMoO6電子顯微鏡掃描圖(2000´)(1小時).....……………...75
圖4-2-1.5 Ba1.6Sr0.4FeMoO6電子顯微鏡掃描圖(2000´)(12小時).....…………....73
圖4-2-1.6 Ca0.1Sr1.9FeMoO6電子顯微鏡掃描圖(2000´)(12小時).....…………....75
圖4-2-1.7 Ba1.6Sr0.4FeMoO6電子顯微鏡掃描圖(2000´)(24小時).....…………....73
圖4-2-1.8 Ca0.1Sr1.9FeMoO6電子顯微鏡掃描圖(2000´)(24小時).....…………....75
圖4-2-1.9 Ba1.6Sr0.4FeMoO6電子顯微鏡掃描圖(2000´)(48小時).....…………....73
圖4-2-1.10 Ca0.1Sr1.9FeMoO6電子顯微鏡掃描圖(2000´)(48小時).....…………..73
圖4-2-1.11 Ba1.6Sr0.4FeMoO6電子顯微鏡掃描圖(5000´)(0.5小時)……..……….74
圖4-2-1.12 Ca0.1Sr1.9FeMoO6電子顯微鏡掃描圖(5000´)(0.5小時)……..……….76
圖4-2-1.13 Ba1.6Sr0.4FeMoO6電子顯微鏡掃描圖(5000´)(1小時)…...…..……….74
圖4-2-1.14 Ca0.1Sr1.9FeMoO6電子顯微鏡掃描圖(5000´)(1小時)…...…..……….76
圖4-2-1.15 Ba1.6Sr0.4FeMoO6電子顯微鏡掃描圖(5000´)(12小時)…...…..…..….74
圖4-2-1.16 Ca0.1Sr1.9FeMoO6電子顯微鏡掃描圖(5000´)(12小時)…...…..…..….76
圖4-2-1.17 Ba1.6Sr0.4FeMoO6電子顯微鏡掃描圖(5000´)(24小時)…...…..…..….74
圖4-2-1.18 Ca0.1Sr1.9FeMoO6電子顯微鏡掃描圖(5000´)(24小時)…...…..…..….76
圖4-2-1.19 Ba1.6Sr0.4FeMoO6電子顯微鏡掃描圖(5000´)(48小時)…...…..…..….74
圖4-2-1.20 Ca0.1Sr1.9FeMoO6電子顯微鏡掃描圖(5000´)(48小時)…...…..…..….76
圖4-3.1 Ba1.6Sr0.4FeMoO6不同燒結時間的 r - T比較圖……………………...…..77
圖4-3.2 Ca0.1Sr1.9FeMoO6不同燒結時間的 r - T比較圖………………………….78
圖4-3.3 Ba1.6Sr0.4FeMoO6室溫電阻率比較圖…………………………………...……79
圖4-3.4 Ca0.1Sr1.9FeMoO6室溫電阻率比較圖…………………………...……………80
圖4-3.5 具導體行為的Ba1.6Sr0.4FeMoO6 r - T比較圖(Time = 0.5 , 1 , 48 hrs)…81
圖4-3.6 具導體行為的Ca0.1Sr1.9FeMoO6 r - T比較圖(Time = 0.5 , 48 hrs)…….82
圖4-3.7 Ba1.6Sr0.4FeMoO6 T = 450 ~ 490 K 數據模擬圖(Time = 0.5 hr)………….83
圖4-3.8 Ca0.1Sr1.9FeMoO6 T = 400 ~ 500 K 數據模擬圖(Time = 0.5 hr)………….84
圖4-3.9 Ba1.6Sr0.4FeMoO6 T = 430 ~ 480 K 數據模擬圖(Time = 1 hr)……………85
圖4-3.10 Ca0.1Sr1.9FeMoO6 T = 450 ~ 500 K 數據模擬圖(Time = 1 hr)…………..86
圖4-3.11 Ba1.6Sr0.4FeMoO6 T = 325 ~ 400 K 數據模擬圖(Time = 12 hr)…………87
圖4-3.12 Ca0.1Sr1.9FeMoO6 T = 325 ~ 375 K 數據模擬圖(Time = 12 hr)…………88
圖4-3.13 Ba1.6Sr0.4FeMoO6 T = 325 ~ 400 K 數據模擬圖(Time = 24 hr)…………89
圖4-3.14 Ca0.1Sr1.9FeMoO6 T = 425 ~ 475 K 數據模擬圖(Time = 24 hr)…………90
圖4-3.15 Ba1.6Sr0.4FeMoO6 T = 360 ~ 420 K 數據模擬圖(Time = 48 hr)…………91
圖4-4.1 不同燒結時間的Ba1.6Sr0.4FeMoO6 M — H 比較圖…………………...92
圖4-4.2 不同燒結時間的Ca0.1Sr1.9FeMoO6 M — H 比較圖…………………...93
圖4-4.3 室溫下外加5000 Oe磁場在不同燒結時間的Ba1.6Sr0.4FeMoO6飽和磁
場比…………………………………………………………………94
圖4-4.4 室溫下外加5000 Oe磁場在不同燒結時間的Ca0.1Sr1.9FeMoO6飽和磁
場比…………………………………………………………………95
圖4-4.5 Ba1.6Sr0.4FeMoO6 c及1/c 對T的關係圖(Time = 0.5 hr)……………96
圖4-4.6 Ca0.1Sr1.9FeMoO6 c及1/c 對T的關係圖(Time = 0.5 hr)……………97
圖4-4.7 Ba1.6Sr0.4FeMoO6 c及1/c 對T的關係圖(Time = 1 hr)………………98
圖4-4.8 Ca0.1Sr1.9FeMoO6 c及1/c 對T的關係圖(Time = 1 hr)………………99
圖4-4.9 Ba1.6Sr0.4FeMoO6 c及1/c 對T的關係圖(Time = 12 hr)……………100
圖4-4.10 Ca0.1Sr1.9FeMoO6 c及1/c 對T的關係圖(Time = 12 hr)…………..101
圖4-4.11 Ba1.6Sr0.4FeMoO6 c及1/c 對T的關係圖(Time = 24 hr)………….102
圖4-4.12 Ca0.1Sr1.9FeMoO6 c及1/c 對T的關係圖(Time = 24 hr)…………103
圖4-4.13 Ba1.6Sr0.4FeMoO6 c及1/c 對T的關係圖(Time = 48 hr)………….104
圖4-4.14 Ca0.1Sr1.9FeMoO6 c及1/c 對T的關係圖(Time = 48 hr)………….105
圖4-4.15 Ba1.6Sr0.4FeMoO6不同燒結時間的Tc比較圖……………………….106
圖4-4.16 Ca0.1Sr1.9FeMoO6不同燒結時間的Tc比較圖……………………….106
圖4-5.1 外加與電流方向平行的磁場在不同燒結時間之Ba1.6Sr0.4FeMoO6 MR
比較圖……………………………………………………………..107
圖4-5.2 外加與電流方向平行的磁場在不同燒結時間之Ca0.1Sr1.9FeMoO6 MR
比較圖……………………………………………………………..107
圖4-5.3 外加與電流方向垂直的磁場在不同燒結時間之Ba1.6Sr0.4FeMoO6 MR
比較圖……………………………………………………………..108
圖4-5.4 外加與電流方向垂直的磁場在不同燒結時間之Ca0.1Sr1.9FeMoO6 MR
比較圖……………………………………………………………..108

參考文獻
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