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系統識別號 U0002-1407200511361400
中文論文名稱 X光吸收光譜對鎂摻雜之Fe3O4薄膜之研究
英文論文名稱 X-ray Absorption Spectroscopy Study of Mg Doped Fe3O4 Thin Films
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 93
學期 2
出版年 94
研究生中文姓名 劉亦昇
研究生英文姓名 Yi-Sheng Liu
電子信箱 692180317@s92.tku.edu.tw
學號 692180317
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2005-06-16
論文頁數 54頁
口試委員 指導教授-張經霖
委員-薛宏中
委員-劉嘉吉
中文關鍵字 X光吸收光譜  磁圓偏振二向性能譜 
英文關鍵字 XANES  MCD 
學科別分類 學科別自然科學物理
中文摘要 此篇論文主要研究Mg、O、Fe K-edge與Fe L2,3-edge X光吸收光譜近邊緣結構( XANES ) 以及Fe L2,3-edge 磁圓偏振二向性( MCD )來研究 Fe1-xMgxOy系列薄膜隨著鎂的摻雜此系統電子結構上的變化。在Mg、O、Fe K-edge與Fe L2,3-edge光譜上皆見到x大於50%後結構將有改變, O K-edge中隨著x值增加將使Fe 3d O 2p偶合數量減少並在Fe K-edge上發現x值0.4後鎂填入較多的B-site;在Fe L2,3-edge磁圓偏振二向性能譜中可見x值0.4後鎂填入較多的B-site,並利用sum rule計算可得到自旋磁矩貢獻隨著x增加而減少,但在此沒有ㄧ定的規則能判定Mg優先取代的位置。
英文摘要 The electronic structure and magnetic properties of Mg( x ) doped Fe3O4 thin films with different Mg concentrations were using the Mg 、O、Fe K-edge and Fe L2,3-edge x-ray absorption near edge structure ( XANES ) and Fe L2,3-edge magnetic circular dichroism ( MCD ). All spectra were indicated the change of electronic structure at x large than 50 %. The O K-edge XANES spectra indicated that the Fe 3d-O 2p hybridized states decreases as Mg concentration increases, From the Fe K-edge spectra reveal the Mg were into more B-site, it were also reveal in Fe L2,3-edge MCD spectra. From the calculation with approximate spin sum rule indicated the spin moment were decreases as Mg concentration increases.
論文目次 致謝 ………………………………………………………………1
中文摘要 ………………………………………………………… 2
英文摘要 ………………………………………………………… 3
目錄 ……………………………………………………………… 4
圖表簡介………………………………………………………… 5
第一章、緒論 ……………………………………………… 7
Fe3O4的晶體結構與磁性結構 …………………………… 7
第二章、X光吸收光譜簡介 ……………………………… 13
(一).吸收邊緣與E0值 ……………………………………14
(二).X光吸收近邊緣結構 ( XANES )……………………17
(三). X光延伸吸收精細結構(EXAFS) ……………………17
(四).實驗方法………………………………………………21
(五).數據分析………………………………………………24
第三章、X光磁圓偏振二向性簡介……………………… 29
(一).理論模型………………………………………………29
(二).實驗方法………………………………………………30
第四章、實驗結果與討論 …………………………………33
(一).樣品介紹………………………………………………33
(二).X光吸收光譜近邊緣結構( XANES )……………… 34
(三).X光磁圓偏振二向性能譜 ( XMCD )………………46
第五章、結論……………………………………………… 51
第六章、參考文獻………………………………………… 52

圖表目錄
Fig.1-1 Fe3O4 的電導率與溫度變化圖………………………………8
Fig.1-2 (a) spinel 結構圖……………………………………………10
Fig.1-2 (b) 四面體示意圖……………………………………………10
Fig.1-2 (c) 八面體示意圖……………………………………………10
Fig.1-3 超交互作用的機制 …………………………………………12
Fig.1-4 Fe3O4 磁矩排列意示圖………………………………………12
Fig.2-1 光子能量與銅吸收截面關係圖 ……………………………15
Fig.2-2 XANES 與EXAFS 分界圖……………………………………19
Fig.2-3 光電子平均自由路徑與能量關係圖 ………………………19
Fig.2-4 單一散射與多重散射之圖像 ………………………………20
Fig.2-5 X 光吸收光譜實驗示意圖 …………………………………22
Fig.2-6 三種電子訊號量測方法…………………………………… 23
Fig.2-7 X 光吸收光譜之數據分析流程…………………………… 25
Fig.2-8 選擇能量底限E0 值的不同方法 ………………………… 26
Fig.3-1 Ni L2,3-edge 吸收光譜 ………………………………………32
Fig.3-2 Ni L2,3-edgeMCD 譜圖………………………………………32
Fig.4.1.1 飽和磁化量與摻雜量比較圖………………………………33
Fig.4-1( a ) MgO Mg K-edge…………………………………………35
6
Fig.4-1( b ) Unoccupied PDOS and overlap population diagrams……35
Fig.4-2 Fe1-xMgxOy 系列薄膜及MgO Mg K-edge 歸一化光譜圖 …36
Fig.4-3 MgO OK( a ) unoccupied PDOS and overlap population
diagrams………………………………………………………37
Fig.4-3 ( b ) MgO OK-edge Lindner et al.……………………………37
Fig.4-4 Fe1-xMgxOy 系列薄膜O K-edge 近邊吸收歸一化光譜圖… 39
Fig.4-5 Fe1-xMgxOy 系列薄膜O K-edge 扣除背景之面積……………40
Fig.4-6 Fe1-xMgxOy 系列薄膜Fe 的L2,3-edge 歸一化吸收光譜圖……42
Fig.4-7 為Fe1-xMgxOy 系列薄膜中Fe 的L2,3-edge 與Fe3O4 之差譜…43
Fig.4-8 為Fe1-xMgxOy 系列薄膜Fe K-edge 近邊吸收光譜圖……… 45
Fig.4-9 Fe1-xMgxOy 系列薄膜Fe 價數對摻雜量x 圖…………………46
Fig.4-10 Fe1-xMgxOy 系列薄膜x=0.0~0.45 的XMCD 光譜圖………47
Fig.4-11 Fe1-xMgxOy 的Fe L3-edge XMCD 光譜圖 …………………48
Fig.4-12 sum rule 計算出來的spin 與orbital 磁矩之貢獻 …………50
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