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研究生:李瑞康
研究生(外文):Jui-Kan Lee
論文名稱:氧化銦錫薄膜之傳輸與熱電勢研究
論文名稱(外文):Transport and Thermopower Studies of Indium Tin Oxide Films
指導教授:吳至原
指導教授(外文):Chih-Yuan Wu
學位類別:碩士
校院名稱:輔仁大學
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:2010
畢業學年度:98
語文別:中文
論文頁數:55
中文關鍵詞:氧化銦錫熱電勢磁電阻
外文關鍵詞:Indium Tin OxideThermopowermagnetoresistivities
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我們將一系列由350-500℃熱處理程度不同,厚度21nm之氧化銦錫(ITO)薄膜,進行電阻率對溫度、熱電勢及磁電阻之量測。並和Bloch-Grüneisen模型、SeeBeck效應、及二維弱局域效應理論擬合,得到樣品的德拜溫度 、電子-聲子交互作用強度 、費米能量 、載子濃度 、電子相位破壞時間 等重要的物理參數。結果顯示,ITO薄膜傳導特性可完全由類自由電子模型來描述,並且ITO薄膜的電子-聲子交互作用非常弱。擬合所得的 1050 K、 cm-3與多數文獻一致,而 約比一般金屬大一個數量級。
We have measured the resistance, thermopower and magnetoresistance of a series of annealed indium tin oxide (ITO) thin films (thickness 21nm) and compared with Bloch-Grüneisen law, Seebeck effect and two-dimensional weak-localization effect, respectively. We extracted Debye temperature , electron-phonon coupling constant , Fermi energy , carrier concentration , phase breaking time . This observation provided a direct experimental proof of the free-electron-like characteristic of the energy band structure of ITO. Besides, our results also revealed the electron-phonon interaction was very weak in ITO films. Our extracted values of ~1050 K and cm-3 are very close to previous studies, and are larger one order of magnitude than metals.
第一章 緒論………………………………………………………...…...1
第二章 理論模型
2.1 電阻率模型
2.1.1波茲曼方程(Boltzmann equation) ………….…………..……3
2.1.2古典分佈(Classical Distribution)………….…...……………..5
2.1.3電導率(electrical conductivity)………………………..……...7
2.1.4 Bloch-Grüneisen 模型………………………………………..8
2.2弱局域理論………………………………………………………...9
2.2.1弱局域效應對電阻修正……………………………………..10
2.3電子−電子交互作用…..…………………………........................12
2.3.1粒子−空穴通道(Particle¬-Hole Channel)…..………………13
2.3.2粒子-粒子通道(Particle¬-Particle¬ Channel)... …………....14
2.3.3電子-電子交互作用對電阻之修正... ………..…....………14
2.4 磁電阻…………………………………………………………...16
2.4.1 二維磁電阻修正……………………………………………17
2.5熱電效應(Thermoelectric effects)……………………………….18
2.5.1電子擴散項………………………………………………….19
2.5.2聲子拖曳項………………………………………………….21
第三章 實驗方法
3.1樣品製作
3.1.1 ITO薄膜…………………………………. …………………23
3.2降溫電阻量測方式與原理………………………………………24
3.3磁電阻量測方式與原理…………………………………………26
3.4熱電勢量測方法與原理……………………………….…………29
第四章 分析與討論
4.1 ITO電阻行為討論……………………………………………….31
4.1.1 Bloch-Grüneisen 模型………………………………..…...32
4.1.2二維電子-電子交互作用與二維弱局域效應………….....35
4.1.3磁電阻……………………………………………………….38
4.2 ITO熱電勢討論…………………………………………………44
第五章 結論……………………………………………………………52
參考資料………………………………………………………………..53
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