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| 系統識別號 |
U0002-0907201911111700 |
| 中文論文名稱
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化學還原法之反應條件對熱電材料SnSe之電子與原子結構之影響 |
| 英文論文名稱
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Effect of the processing conditions on the electronic and atomic structures of the thermoelectric SnSe prepared by chemical reduction method |
| 校院名稱 |
淡江大學 |
| 系所名稱(中) |
物理學系碩士班 |
| 系所名稱(英) |
Department of Physics |
| 學年度 |
107 |
| 學期 |
2 |
| 出版年 |
108 |
| 研究生中文姓名 |
趙柏諺 |
| 研究生英文姓名 |
Bo-Yen Chao |
| 學號 |
604210186 |
| 學位類別 |
碩士 |
| 語文別 |
中文 |
| 口試日期 |
2019-06-06 |
| 論文頁數 |
65頁 |
| 口試委員 |
指導教授-張經霖
委員-董崇禮
委員-劉嘉吉
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| 中文關鍵字 |
XANES
EXAFS
SnSe
pH值
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| 英文關鍵字 |
XANES
EXAFS
SnSe
pH value
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| 學科別分類 |
學科別＞自然科學＞物理
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| 中文摘要 |
我們以X光吸收光譜近邊結構(XANES)及X光吸收光譜精細結構(EXAFS)對不同pH值之配製溶液之SnSe (pH=1.4, 6.5, 9.5, 12.3)進行電子與原子結構分析。從Sn K-edge譜中，Sn 5p軌域未佔據態數目與電阻率有關，載流電子由5p軌域提供。從Sn L2,3-edge譜中，Sn 5d-Se 4p混成軌域未佔據態數目和電阻率有關，載流電子與載流電洞與Sn 5d-Se 4p混成軌域未佔據態有關。接著將Sn K-edge EXAFS部分以傅立葉轉換至R-space再對Sn K-edge第一配位峰之Sn-Se鍵結進行擬合後得到配位數、鍵長、亂度等數據去探討當不同pH值之配製溶液時之SnSe局域結構變化之定量分析，藉由擬合結果可得知亂度上升，進而影響晶格熱導率。 |
| 英文摘要 |
We have performed X-ray absorption near edge structure (XANES) and Extended X-ray Absorption Fine Structure (EXAFS) to analyze the effect of pH (pH = 1.4, 6.5, 9.5, 12.3) value on the SnSe electronic and atomic structures. From Sn K-edge spectra, the variation of Sn 5p unoccupied states correlates well with resistivity. Conduction electron given by Sn 5p unoccupied states. From Sn L2,3-edge spectra, Sn 5p and Sn 5d-Se 4p number of unoccupied states are correlate well with resistivity. Electron hole is relative with Sn 5d-Se 4p unoccupied states and Conduction electron is also relative with Sn 5p unoccupied states. Then we transfer Sn K-edge EXAFS to R-space and fitting Sn-Se bond to get the coordination number, bond distance and Debye-Waller factor (DWF). A shift phenomenon can be observed from the fitting result of EXAFS. Finally, the thermoelectric properties results show the increase of Debye-Waller factor that further affects the resistivity and lattice thermal conductivity. |
| 論文目次 |
第一章 序論1
第二章 樣品簡介4
2.1 SnSe化合物簡介4
2.2 SnSe化合物的傳輸性質5
2.3熱電性質相關理論簡介7
第三章 X光吸收光譜簡介10
3.1 X光吸收光譜近邊緣結構（XANES）14
3.2延伸X光吸收光譜精細結構（EXAFS）15
3.3數據分析19
XANES19
EXAFS19
第四章 實驗設備與量測方法27
4.1 X光光源27
4.2單色儀(monochromator)30
4.3光譜測量方式30
4.4測量之樣品的處理與準備34
第五章 實驗結果與討論35
5.1 Sn K-edge X光吸收光譜近邊結構 (XANES)35
5.2 Sn L2,3-edge X光吸收光譜近邊結構 (XANES)43
5.3 Sn K-edge延伸X光吸收光譜精細結構 (EXAFS)52
5.4 Sn K-edge及Sn L2,3-edge數據分析60
第六章 結論63
參考文獻64
圖表目錄
圖2 - 1不同pH值之SnSe化合物之電阻率對溫度關係圖5
圖2 - 2不同pH值之SnSe化合物之熱導率對溫度關係圖5
圖2 - 3不同pH值之SnSe化合物之熱電力對溫度關係圖6
圖2 - 4Seebeck Effect示意圖8
圖2 - 5Peltier Effect示意圖9
圖2 - 6Thomson Effect示意圖9
圖 3 - 1物質吸收截面與能量之關係圖 12
圖 3 - 2 XANES與EXAFS分界圖13
圖 3 - 3光電子平均自由路徑與能量關係圖14
圖 3 - 4單一散射與多重散射之圖示15
圖 3 - 5出射電子受鄰近原子的背向散射，而產生干涉現象18
圖 3 - 6X光吸收光譜之數據分析流程19
圖 3 - 7選擇能量底限E0值的不同方法21
圖 4 - 1國家同步輻射研究中心 (NSRRC)28
圖 4 - 3 X光吸收光譜實驗站示意圖29
圖 4 - 2同步輻射中心示意圖29
圖 4 - 5 X光通過物質之強度衰減，入射X光強度I0，穿過後之強度I，物質厚度dx31
圖4 - 4 穿透式31
圖 4 - 8螢光式33
圖 4 - 7電子逸出式33
圖 4 - 6光子吸收過程33
圖 5 - 1 不同pH值之SnSe之Sn K-edge歸一化吸收光譜圖36
圖 5 - 2 不同pH值之SnSe之Sn K-edge歸一化吸收光譜圖37
圖5 - 3 SnSe pH=1.4與要扣除之arctangent函數背景之Sn K-edge吸收光譜圖38
圖 5 - 4 SnSe pH=1.4扣除arctangent函數背景並fit一Gauss峰之Sn K-edge吸收光譜圖39
圖 5 - 5 SnSe pH=1.4扣除arctangent函數背景、Gauss峰之Sn K-edge吸收光譜圖40
圖 5 - 6 不同pH值之SnSe之Sn K-edge之面積積分值41
表 5 - 7 不同pH值之SnSe之Sn K-edge XANES歸一化吸收光譜5p軌域未占據數目與熱電數據比較表42
圖 5 - 8 各樣品在300K之電阻率數據圖42
圖 5 - 9 不同pH值之SnSe之Sn L2,3-edge歸一化吸收光譜圖44
圖 5 - 10不同pH值之SnSe之Sn L3-edge歸一化吸收光譜圖45
圖 5 - 11不同pH值之SnSe之Sn L3-edge歸一化XANES吸收光譜圖46
圖 5 - 12 SnSe pH=1.4與要扣除arctangent函數背景之Sn L3-edge吸收光譜圖47
圖 5 - 13 SnSe pH=1.4扣除arctangent函數背景並fit一Gauss峰之Sn L3-edge吸收光譜圖48
圖 5 - 14 SnSe pH=1.4扣除arctangent函數背景、Gauss峰之Sn L3-edge吸收光譜圖49
圖 5 - 15不同pH值之SnSe之Sn L3-edge之面積積分值50
圖 5 - 16 不同pH值之SnSe之Sn L3-edge之面積積分值與熱電數據比較表51
圖 5 - 17不同pH值之SnSe之Sn K-edge歸一化吸收光譜圖53
圖 5 - 18不同pH值之SnSe之Sn K-edge k3χ(k)圖54
圖 5 - 19不同pH值之SnSe之Sn K-edge EXAFS傅立葉轉換圖54
圖 5 - 20 SnSe pH=1.4之Sn K-edge EXAFS傅立葉轉換圖及擬合圖55
圖 5 - 21 SnSe pH=6.5之Sn K-edge EXAFS傅立葉轉換圖及擬合圖56
圖 5 - 22 SnSe pH=9.5之Sn K-edge EXAFS傅立葉轉換圖及擬合圖57
圖 5 - 23 SnSe pH=12.3之Sn K-edge EXAFS傅立葉轉換圖及擬合圖58
表 5 - 24 不同pH值之Sn K-edge EXAFS擬合後數據58
表 5 - 25 不同pH值之SnSe DWF與熱電性質比較圖59
表 5 - 26 SnSe (pH=1.4, 6.5, 9.5)之DWF與熱電數據比較圖59
圖 5 - 27 5p軌域未佔據態數目積分值與各樣品在300K之電阻率比較圖61
圖 5 - 28 5s軌域未佔據態數目積分值與各樣品在300K之電阻率比較圖62 |
| 參考文獻 |
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同意紙本無償授權給館內讀者為學術之目的重製使用，於2019-07-23公開。同意授權瀏覽/列印電子全文服務，於2019-07-23起公開。 |
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