本論文即探討因La2-xSrxNiO4(LSNO)靜態的電荷及電子自旋(static charge stripes and spin stripes)的條狀結構形成，使其在低溫下仍不具有超導性，因其異質同構物(isostructure) La2-xSrxCuO4在Sr摻雜至15%時會在35K卻出現超導特性，故本文從電壓-電流(V-I)及電流-電壓(I-V)的電性量測去觀察知，在量測上的結果會呈現一非線性關係的傳輸行為，並從不同的軸向去探討其電荷條紋對LSNO的影響。

In this dissertation I present the experimental results of the non-linear transport property of the La5/3Sr1/3NiO4 which undergoes a metal-insulator transition at T 230K because of the formation of charge stripes. La5/3Sr1/3NiO4 is an isostructural material of the high-TC superconductor La2-xSrxCuO4, and therefore it serves a contrast system for the study of high-TC superconductor.
In order to understand the nonlinear behavior caused by CDW, I measured the I-V and V-I curve at different temperatures along the three crystallographic axes H, K, and L, respectively.

第1章  緒論…………………………………………1
     1.1  X光的簡介………………………………………1
     1.2  低維材料的特性......................................................5
第2章  電荷密度波(charge-density wave)的簡介....7
     2.1  一維電子氣體的物理行為.....................................................8
     2.2  皮爾斯相變(Peierls transition)………………15
     2.3  電荷密度波的傳輸性質…………………………………18
第3章  實驗儀器及方法……………………………………22
     3.1實驗儀器……………………………………………………22
     3.2實驗方法…………………………………………26
     3.3樣品La5/3Sr1/3NiO4的介紹…………………………………29
         3.3.1  研究動機……………………………………………29
        3.3.2  樣品La5/3Sr1/3NiO4製程…………………………31
         3.3.3  樣品La5/3Sr1/3NiO4結構…………………………32
第4章  實驗結果與討論.............................................37
      4.1電性量測................................................................................37
4.2電性分析................................................................................39
第5章  結論………………………………………………………54
參考文獻……………………………………………………………55




圖目錄

1.1  X光與原子的散射…………………………………………………3
1.2  X光與原子的建設性及破壞性干涉………………………………4
2.1  不同維度下，介電係數對q值的變化…………………………11
2.2  不同維度下，q=2kF時，費米面電子電洞的配對情形…………13
2.3  不同維度下，q=2kF時，費米面電子的overlap………………14
2.4  Peierls transition示意圖…………………………………………17
2.5  CDW與雜質位能的相位重整…………………………………19
2.6  外加電壓與CDW的滑動示意圖………………………………21
2.7  外加電流與CDW的滑動示意圖………………………………21
3.1  四環繞射儀………………………………………………………24
3.2  冷卻系統中的ARS DE202G示意圖……………………………24
3.3  Keithley 6430的2點接線法……………………………………27
3.4  Keithley 6430的4點接線法……………………………………28
3.5  La2-xSrxCuO4與La5/3Sr1/3NiO4摻雜不同的Sr時會出現不同的特
性.........................................................30
3.6  La5/3Sr1/3NiO4的製程方法………………………………………31
3.7  降溫過程中La5/3Sr1/3NiO4的charge-ordering變化……………33
3.8   La5/3Sr1/3NiO4在不同軸下溫度對關聯長度的變化圖……34
3.9   La5/3Sr1/3NiO4的磁性量測…………………………………35
3.10  La5/3Sr1/3NiO4的結構圖………………………………………36
4.1   La5/3Sr1/3NiO4在不同方向上，溫度對電阻的關係……………38
4.2   La5/3Sr1/3NiO4在L方向上，不同溫度下外加電流與電壓的
     關係…………………………………………………………41
4.3   La5/3Sr1/3NiO4在L方向上，不同溫度下的I-V curve比較…42
4.4   La5/3Sr1/3NiO4在L方向上，電阻率的變化……………………43
4.5   La5/3Sr1/3NiO4在L方向上，不同溫度下外加電壓對電流的
關係……………………………………………………………45
4.6   La5/3Sr1/3NiO4在L方向上，不同溫度下的V-I curve比較……46
4.7   La5/3Sr1/3NiO4在K方向上，不同溫度下外加電流與電壓的
關係……………………………………………………………47
4.8   La5/3Sr1/3NiO4在K方向上，不同溫度下的I-V curve比較…48
4.9   La5/3Sr1/3NiO4在K方向上，電阻率的變化……………………48
4.10  La5/3Sr1/3NiO4在K方向上，不同溫度下外加電壓對電流的
關係……………………………………………………………49
4.11  La5/3Sr1/3NiO4在K方向上，不同溫度下的V-I curve比較…50
4.12  La5/3Sr1/3NiO4的遲滯現象與外加電流的關係圖……………52
4.13  b軸與c軸的臨界電流IT和臨界電壓ET……………………53




圖表目錄

表1  電表Keithley 6430的輸出範圍………………………………25
表2  電表Keithley 6430的量測範圍………………………………26

[1]  N.W. Ashcroft and N.D. Mermin, in Solid State Physics, 
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[2]  L. Miha ́ly and M.C. Martin, in Solid State Physics: Problems and 
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[4]  M. Murphy, PhD thesis, Christian-Albrechts-Universität (2003).

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[11]  Bukarest-Ruma ̈nien, PhD thesis, Aachen University of Technology (2006).