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研究生:林沛宏
研究生(外文):Pa-Homn Lin
論文名稱:銅氧化物超導體Tc與銅氧面電洞之研究
論文名稱(外文):Tc of cuprate superconductors and the holes in CuO2 planes
指導教授:林俊源林俊源引用關係
指導教授(外文):Jiunn-Yuan Lin
學位類別:碩士
校院名稱:國立交通大學
系所名稱:物理研究所
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:2003
畢業學年度:91
語文別:中文
論文頁數:81
中文關鍵詞:銅氧化物超導體銅氧面電洞
外文關鍵詞:cuprate superconductorsCuO2 planes
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我們利用同步輻射高度極化的光源,進行O 1s和 Cu 2p近吸收邊緣X光吸收光譜實驗,探測Y1-xCaxBa2Cu3O6+y (x=0、0.3, 0≦y≦1)薄膜的銅氧平面費米能階附近電子組態。來了解各異向性載子在釔鋇銅氧化物超導機制中扮演什麼角色。
除了從實驗數據探討各異向性載子與Tc的關係,本論文還探討摻鈣的機制,並與M. Merz et al. (Phys. Rev. Lett. 80, 5192 (1998))、M. Karppinen et al. (J. Solid state Chem. 166, 229 (2002)) 等人光譜實驗結論作比較,並討論實驗爭議的地方。
我們的結論是銅氧平面的載子數決定了釔鋇銅氧化物高溫超導性。銅氧化物超導體Tc與軸向氧上載子無關。
Using polarized soft x-ray from synchrotron radiation, the site-specific electronic structures of Y1-xCaxBa2Cu3O6+y (x=0, 0.3, 0≦y≦1) have been investigated by O 1s and Cu 2p near edge x-ray absorption spectroscopy. We obtain information about the hole concentration on specific sites. The main issue of this thesis is to understand the roles of the hole carriers on specific sites in Y1-xCaxBa2Cu3O6+y , especially their effects on Tc .
The mechanism of Ca doping on Y1-xCaxBa2Cu3O6+y will also be discussed in this thesis. Furthermore the results will be compared to those of Merz et al. (Phys. Rev. Lett. 80, 5192 (1998)) and M. Karppinen et al. (J. Solid state Chem. 166, 229 (2002)) to discuss some controversial issues.
It is concluded that the number of the planar holes plays the major role on determining Tc of Y1-xCaxBa2Cu3O6+y. The holes of the apical sites are not important to Tc in Y1-xCaxBa2Cu3O6+y at all.
中文摘要 ……………………………………………………………… i
英文摘要 ……………………………………………………………… ii
誌謝 ……………………………………………………………… iv
目錄 ……………………………………………………………… v
圖目錄 ……………………………………………………………… vi
表目錄 ……………………………………………………………… viii
附錄圖目錄 ……………………………………………………………… ix
一、 緒論………………………………………………………… 1
二、 釔鋇銅氧化物簡介………………………………………… 4
2.1 釔鋇銅氧的晶體結構……………………………………… 4
2.2 釔鋇銅氧的電荷轉移機制………………………………… 4
2.3 釔鋇銅氧之費米能階附近電子結構……………………… 5
2.4 釔鋇銅氧摻入載子的方法………………………………… 6
三、 實驗方法…………………………………………………… 8
3.1 Y1-xCaxBa2Cu3O6.9 (x=0, 0.3) 薄膜製備………………… 8
3.2 R-T量測分析 …………………………………………… 9
3.3 控氧………………………………………………………… 9
3.4 X光吸收光譜近邊緣結構(XANES)和自我吸收校正…… 11
3.5 校正光譜的曲線擬合……………………………………… 13
3.6 樣品電阻率計算…………………………………………… 15
四、 實驗結果與討論…………………………………………… 23
4.1 實驗設計…………………………………………………… 23
4.2 實驗流程…………………………………………………… 23
4.3 O K edge XANES光譜分析………………………………… 25
4.4 Cu LⅢ edge XANES光譜分析……………………………… 30
五、 實驗討論…………………………………………………… 44
5.1 光譜曲線擬合分析………………………………………… 44
5.2 實驗結果與文獻[4]比較………………………………… 45
5.3 實驗結果與文獻[3]比較………………………………… 47
5.4 Y1-xCaxBa2Cu3O6摻雜鈣的電洞去向…………………… 48
六、 結論………………………………………………………… 58
參考文獻 ……………………………………………………………… 59
附錄 61
1. Michel Cyrot and Davor Pauna, “Introduction to Superconductivity and High-Tc Materials”, World Scientific, Singapore, 1992.
2. 郝永恬,碩士論文,”銅氧化物金屬與絕緣態的相變”,交通大學,(1999)。
3. M. Karppinen, H. Yamauchi, T. Nakane et., J. Solid state Chem. 166, 229 (2002).
4. M. Merz, N. Nücker, P. Schweiss, S. Schuppler, C. T. Chen, V. Chakarian, J.
Freeland, Y. U. Idzerda, M. Kläser, G. Müller-Vogt, and Th. Wolf, Phys. Rev.
Lett. 80, 5192 (1998).
5.向建洲,碩士論文,”摻鈣高溫超導釔鋇銅氧的近吸收邊緣X光吸收光譜之研究”,交通大學,(2000)
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24. J. Fink et al., J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. 66, 395 (1994).
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