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研究生:江泓村
研究生(外文):Hong-Cun Jiang
論文名稱:Y3Ba5Cu8O18-δ電子順磁共振光譜研究
論文名稱(外文):Electron Paramagnetic Resonance of Y3Ba5Cu8O18-δ
指導教授:藍明德
口試委員:李文新吳秋賢
口試日期:2013-01-25
學位類別:碩士
校院名稱:國立中興大學
系所名稱:物理學系所
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:2013
畢業學年度:101
語文別:中文
論文頁數:61
中文關鍵詞:電子順磁共振超導體
外文關鍵詞:Electron paramagnetic resonanceSuperconductor
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本篇論文主要在探討超導體Y3Ba5Cu8O18-δ的電子順磁共振(EPR)光譜,且搭配在製程中未通氧步驟的樣品來做分析比較。我們做電性量測以確認在通氧三天的情況下所製備的Y3Ba5Cu8O18-δ樣品具有超導性,其臨界溫度Tc為94.4K。在65K到295K的溫度下做電子順磁共振(EPR)的量測,觀察在通氧三天和未通氧情況下之EPR吸收光譜一階微分圖在磁場2850 Oe到3500 Oe的部分,經由分析我們得知此訊號來源為Cu2+離子中dx2-y2軌域的未成對電子所貢獻。利用Matlab數值分析軟體來擬合實驗數據,經由分析可確認各溫度下各方向的g值,再進一步求得各溫度下各方向的共振場Hr和內場Hin之值,再藉由這些參數的變化來推測此時Cu2+離子的局域磁矩狀態。我們推測造成軌域能階分裂的原因且估計數量級進而以g值來驗證出在通氧三天時的樣品結構中,確實存在著各方向配位環境不同的Cu2+離子,而在未通氧時的樣品結構存在著在x方向和y方向配位環境相同而z方向配位環境不同的Cu2+離子。共振吸收強度的部分,實驗數據吻合了波茲曼分布(Boltzmann distribution)的關係。

第一章 簡介 1
1-1 研究動機 1
1-2 電子順磁共振(EPR) 2
1-2-1 電子順磁共振(EPR)發展歷史 2
1-2-2 基本原理 3
1-2-3 共振吸收條件 4
1-2-4 電子自旋共振光譜相關參數定義 6
1-2-5 Zeeman effect 8
1-2-6 線寬線型 9
1-2-7 弛豫現象(Spin Relaxation) 11
1-3 超導體 12
1-3-1 超導體發展歷史 12
1-3-2 超導體特性 13
1-3-3 Y3Ba5Cu8O18結構 14
1-4 磁性物質 15
1-4-1 順磁性(Paramagnetism) 16
1-4-2 鐵磁性(Ferromagnetism) 17
1-4-3 反鐵磁性(Anti-Ferromagnetism) 18
1-4-4 反磁性(Diamagnetism) 20
第二章 實驗儀器 21
2-1 電子順磁共振(EPR)光譜量測 21
2-2 X-ray粉末繞射儀(X-ray Powder Diffractometer) 22
2-3 封閉式循環冷卻系統(Closed Cycle Cryogenie Refrigerator System ) 23
第三章 樣品製程 24
3-1 樣品製作流程 24
3-2 樣品製作細節 25
第四章 實驗結果與討論 27
4-1 X-ray光譜繞射分析 27
4-2 SEM掃描結果和EDS成份光譜分析 30
4-3 電性量測分析 32
4-4 電子順磁共振(EPR)光譜分析 34
4-4-1 EPR共振強度一階微分圖的描述 34
4-4-2 EPR吸收光譜的訊號來源分析 37
4-4-3 EPR吸收光譜的g值、共振場和內場的分析 39
4-4-4利用EPR吸收光譜探討配位環境 55
4-4-5未成對電子的共振吸收強度與溫度的關係 58
第五章 結論 59
參考文獻 61


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[3]Introduction to Electrodynamics,David J. Griffiths
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[5]磁性物理學,電子工業出版社
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[7]T.P.Lu, C.C.Wu, M.D.Lan, Physica B 405, (2010) 2891-2895
[8] A.Tavana, M.Akhavan, Eur. Phys. J. B 73, 79-83 (2010)
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[10] M.K.Wu, J.R.Ashburn, C.J.Torng, P.H.Hor, R.L.Meng, L.Gao, Z.J.Huang, Y.Q.Wang, and C.W.Chu, Phys. Rev. Lett. 58,908 (1987).
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