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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:林人奇
研究生(外文):Zen-Chi Lin
論文名稱:在YSZ基板上不同平面晶向之YBCO薄膜的載子動力行為
論文名稱(外文):Carriers dynamics of YBCO films on YSZ substrates with different in-plane orientations
指導教授:齊正中
指導教授(外文):Cheng-Chung Chi
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:光電工程研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2006
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:73
中文關鍵詞:兆赫波釔鋇銅氧薄膜激發探測不同平面晶向光激發-兆赫波探測同色光激發-探測超快雷射
外文關鍵詞:THzYBCO thin filmpumpprobedifferent in-plane orientationsoptical pump-THz probeoptical pump-probeUltrafast laser
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由於我們超導實驗室利用不同成長條件可長出不同平面晶向的YBCO,為了瞭解這些樣品有何不同,我們利用波長800nm的超快脈衝雷射來研究在室溫下不同平面晶向的超導薄膜YBCO的光學反應,實驗總共分為三個部份,(1) 兆赫波時域光譜(THz-Time Domain Spectroscopy, THz-TDs);(2) 光激發-兆赫波探測(Optical pump-THz probe, OPTP);(3) 同色光激發-探測(Optical pump-probe),第一部份的實驗則是得到不同平面晶向的YBCO有不同的折射率,進而去推算介電常數與電導率並得到0度平面晶向的YBCO較45度平面晶向更具金屬性。在第二部份及第三部份的探測-激發實驗中,我們得到探測光的能量分別在4.1meV & 1.55eV對YBCO有不同反應,在1.55eV的探測光情況下是有帶間躍遷的發生,兆赫波因為能量極低所以不容易產生載子躍遷行為。不同平面晶向的YBCO對兆赫波探測的反應也有差異,例如在45度平面晶向的情況中,訊號就有負的指數衰減,而0度平面晶向的樣品卻無此現象,因此這些不同的樣品被光激發後的瞬時載子鬆弛行為與能帶間的躍遷機制是可被討論與分析的。
We utilized 800nm pulse laser to study the optical properties of YBCO with different in-plane orientations. There are three parts in this experiment. (1) THz-Time Domain Spectroscopy (THz-TDS). (2) Optical pump-THz probe (OPTP) measurement. (3) Optical pump-probe. In first part of experiment, we study the conductivity of YBCO with different in-plane orientations, and conclude that the 0 degree in-plane orientation film is more metallic. The results are quite different with different probe beam energy (4.1meV & 1.55eV) in second and third part of experiment. We use these results to analyze the carrier dynamics of YBCO with different in-plane orientations.
第一章 簡介
1-1超導材料的介紹.................................1
1-2不同晶軸角度的YBCO.............................1
1-3兆赫波(Terahertz)..............................2
1-4時間激發-探測技術..............................3
第二章 樣品介紹及製備
2-1 介紹..........................................4
2-2在YSZ上成長YBCO................................5
第三章 原理
3-1輻射THz之機制..................................9
3-2光整流(Optical rectification)..................9
3-3線性電光效應..................................12
3-4電光調制......................................17
3-5探測-激發與載子的反應.........................20
3-6光激載子鬆弛(relaxation)階段..................20
3-7 YBCO之光激鬆弛過程與雙溫模型.................21
第四章 實驗系統裝置及架構
4-1雷射系統......................................23
4-2自相關量測儀(Autocorrelator)..................25
4-3 THz-TDS實驗與OPTP(Optical pump-THz probe)系統30
4-4同色光的激發-探測(Pump-probe)...............34
第五章 實驗結果與討論
5-1自由空間(Free space)THz電磁脈衝.............36
5-2基板光學穿透率計算與量測......................39
5-3薄膜穿透率計算與樣品兆赫波頻譜量測............44
5-4光激發-兆赫波探測(OPTP).......................51
5-5同色光激發-探測(Pump-probe)...................58
5-6分析與討論....................................63
結論.............................................67
附錄.............................................68
參考文獻.........................................71
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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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