本論文以X光近邊緣結構吸收光譜 (X-ray Absorption Near Edge Structure，XANES)研究Heusler 化合物Fe2VSi1-xAlx(x=0.00~0.25)之電子結構。我們可以發現Al摻雜對Al 3p-Fe 3d以及Al 3p-V 3d是有相當強的混成。而在Fe的L3-edge的空軌域數目隨著Al摻雜的增加而增加(Fe的電洞數目增加)，在摻雜量x=0.15時電洞的數目達到最大值，之後持續增加Al摻雜量，Fe的L3-edge空軌域的數目卻有下降的趨勢(電洞數目減少)，而Fe的L3-edge的空軌域數目與電阻率以及熱電勢呈一相反的走勢，因此我們發現了Fe電洞濃度與熱電性質的關連性。而我們由Fe K-edge的吸收光譜中可以發現，隨著Al的摻雜並不會使其吸收峰有明顯的改變。

We have performed x-ray absorption near edge structure (XANES) study on a series of Fe2VSi based Heusler type compounds to study the correlations between electronic structure and the thermoelectric property. A series of Fe2VSi1-xAlx compounds with different Al concentrations (x form 0 to 0.25) were studied. The XANES results show that the unoccupied density of states above Fermi level increases with increasing Al concentration, which is positively correlated with the measured resistivity and the Seebeck coefficient data. On the other hand, increased Al concentration does not affect the hybridization between transition metal V and Fe.

第一章 序論 …………………………………………………………  1
第二章 樣品簡介 ……………………………………………………  3
  2.1 Heusler-type化合物 ………………………………………   3
  2.2 Fe2VSi1-xAlx 的特性 ………………………………………  5
  2.3 熱電性質相關理論簡介 ……………………………………   8
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
第四章 實驗設備與量測方法 ……………………………………… 25
  4.1 X光光源 ……………………………………………………… 25
  4.2單色儀 ………………………………………………………… 26
  4.3光譜測量方式 ………………………………………………… 27
  4.4測量樣品的處理與準備 ……………………………………… 31
第五章  結果與討論 ………………………………………………  33
  5.1 V K-edge 吸收光譜 (XANES) ……………………………… 33
  5.2 Fe K-edge 吸收光譜 (XANES) ……………………………  35
  5.3 Fe L2,3-edge 吸收光譜 (XANES) ………………………… 41
  5.4 V L2,3-edge 吸收光譜 (XANES) …………………………  50
第六章  結論 ………………………………………………………  52
參考文獻 ……………………………………………………………  53

圖2.1 Heusler-type 化合物之主要構成……………...........……...….....4
圖2.2 Heusler-type 化合物之晶格結構模型….…...…………………...4
圖2.3 Fe2VSi 化合物室溫時的立方結構圖…….………………………5
圖2.4 Fe2VSi1-xAlx X 光繞射圖……………………...........………….....6
圖2.5 Fe2VSi1-xAlx 溫度相關之電阻率與熱電功率圖……...…….……7
圖2.6 Seebeck Effect 示意圖….………………….……………..……....9
圖2.7 Petiler 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………...…………………15
圖3.4 單一散射與多重散射之圖示…………………...………………16
圖3.5 以雙原子分子的情況來表示吸收光譜與光電子末態波函數關
係的示意圖…………………………………………………………..17
圖3.6 出射電子受鄰近原子的背向散射，而產生干涉現象....……….17
圖3.7 選擇能量底限E0值的不同方法….…………………….………20
圖3.8 X 光吸收光譜之數據分析流程………………………………....24
圖4.1 X 吸收光譜實驗示意圖…………………………………………27
圖4.2 穿透式…………………………………………………………...27
VIII
圖4.3 X 光通過物質之強度衰減………………………………….…...28
圖4.4 螢光式……………………….......................................................29
圖4.5 電子逸出式…………………………...…………………………30
圖4.6 光子吸收過程…………...………………………………………31
圖5.1 Fe2VSi1-xAlx，V K-edge 近邊吸收光譜.......................................37
圖5.2 Fe2VSi1-xAlx，平移後V K-edge 近邊吸收光譜………………...38
圖5.3 Fe2VSi1-xAlx，Fe K-edge 近邊吸收光譜.....................................39
圖5.4 Fe2VSi1-xAlx，平移後Fe K-edge 近邊吸收光譜……………....40
圖5.5 Fe2VSi1-xAlx，Fe L2,3- edge 吸收光譜..........................................42
圖5.6 Fe2VSi1-xAlx，平移後Fe L2,3- edge 吸收光譜，並且扣除其背景
函數圖..................................................................................................43
圖5.7 Fe2VSi1-xAlx扣除背景函數後的Fe L2,3-edge 吸收光譜..............44
圖5.8 Fe2VSi1-xAlx，Fe L3-edge 面積積分值.......................................47
圖5.9 Fe2VSi1-xAlx 於300K 時，Fe L3-edge 面積積分值與電阻率比較
圖..........................................................................................................48
圖5.10 Fe2VSi1-xAlx 於300K 時，Fe L3-edge 面積積分值與熱電勢比
較圖.....................................................................................................49
圖5.11 Fe2VSi1-xAlx，V L2,3- edge 吸收光譜..........................................51

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