淡江大學覺生紀念圖書館 (TKU Library)
進階搜尋


下載電子全文限經由淡江IP使用) 
系統識別號 U0002-1907201114134300
中文論文名稱 La2-xSrxNiO4的電荷條制之X-ray散射研究
英文論文名稱 Study of the charge stripes in La2-xSrxNiO4 using X-ray scattering
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 99
學期 2
出版年 100
研究生中文姓名 簡名紀
研究生英文姓名 Ming-Ji Jian
學號 697210150
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2010-06-13
論文頁數 68頁
口試委員 指導教授-杜昭宏
委員-湯茂竹
委員-薛宏中
中文關鍵字 La2-xSrxNiO4  電荷條紋 
英文關鍵字 La2-xSrxNiO4  Charge stripe 
學科別分類 學科別自然科學物理
中文摘要 La2-xSrxNiO4 (LSNO)是藉由La2NiO4摻雜金屬元素鍶(Sr)所形成的。隨著溫度及摻雜量的變化,LSNO會形成電荷有序排列(charge-ordering)和自旋有序排列(spin-ordering)兩種不同的電子結構排列狀態。此論文是利用X-ray 散射,來研究La2-xSrxNiO4系統中由電荷有序排列所形成的調制結構與Sr含量的關係,也可藉此來探討La2-xSrxNiO4系統由調制結構所產生的相變化。因調製結構的波向量Q與Sr含量有密切相關,所以在摻雜量x=0.33中,電荷與電子自旋調制結構的Q值在某些位置是重疊的。與其它摻雜量相比,其繞射峰的積分強度與半高寬之結果明顯不同,而量測方式的不同,也會導致隨溫度變化的行為曲線有所不同。藉由不同摻雜量間的互相比較,我們觀察到電荷條紋有序排列結構確實會因摻雜量的不同,而導致在降溫過程中產生不同的變化行為。
英文摘要 La2-xSrxNiO4 (LSNO) is isostructural to the high-Tc superconductor La2-xSrxCuO4 (LSCO), but remains no appearance of superconductivity even up to about 75% contents of Sr. This has been known to be caused by the formation of static charge and spin modulations. As x-rays are sensitive to charges, we report the study of the charge modulation in LSNO as a function of temperature and the concentration of Sr using high resolution x-ray scattering. The transition temperature and wavvector for the formation of charge modulation were observed to be dominated by the concentrations of Sr. In addition, for the optimal doped compound, x~0.33, the evolution of the correlation length as a function of temperature along the L-direction displays an unusual behavior around the transition temperature, suggesting the possible existence of inverse melting.
論文目次 目錄
第一章 緒論 1
第二章 基本理論 3
2.1 X-ray 簡介 3
2.1.1 Bragg’s Law(布拉格原理) 4
2.1.2 倒晶格空間(reciprocal space) 6
2.1.3 晶體體系 9
2.2 同步輻射介紹 13
2.3 Jahn-Teller distortion 15
2.4 莫特絕緣體(Mott-insulator) 18
2.5 電荷和自旋有序排列 (charge and spin ordering) 18
第三章 樣品介紹及實驗方法 21
3.1 樣品介紹 21
3.2實驗儀器介紹 25
3.3 實驗方法與步驟 30
第四章:實驗結果與分析 37
4.1 擬合函數 37
4.2 La2-xSrxNiO4,x = 0.225實驗數據 41
4.3 La2-xSrxNiO4,x = 0.33實驗數據 48
4.4 La2-xSrxNiO4,x = 0.4實驗數據 51
4.5 實驗數據分析討論 53
4.6 數據結果 63
第五章:結論 64


圖表目錄
圖(2-1-1) 布拉格晶格繞射圖 5
圖(2-1-2) 建設性干涉示意圖 5
圖(2-1-3) 破壞性干涉示意圖 5
圖(2-1-4) 實空間(real space)之繞射條件 8
圖(2-1-5) Ewald sphere 8
圖(2-1-6) 單位晶胞(unit cell) 9
圖(2-1-7) Bravais lattices 11
表(2-1-1) Lattice plane spacings 12
圖(2-2-1) 同步輻射光示意圖 13
圖(2-2-2) 國家同步輻射研究中心之加速器系統 14
圖(2-2-3) 插件磁鐵 14
圖(2-3-1) 3d軌域電子雲分佈 16
圖(2-3-2) Ni3+離子在3d電子軌域排列示意圖 17
圖(2-3-3) 正八面體扭曲示意圖 17
圖(2-4-1) 鐵磁性及反鐵磁性電子自旋排列 19
圖(2-4-2) 不同價數之Ni離子及自旋排列 20
圖(3-1-1) La2-xSrxNiO4晶格結構示意圖 21
圖(3-1-2) 隨溫度變化,電子結構變化示意圖 23
圖(3-1-3) 電荷及自旋有序排列在倒晶格中之位置示意圖 24
圖(3-2-1) BL07A八環繞射儀 26
圖(3-2-2) 四環繞射儀 26
圖(3-2-3) ARS ED202G 28
圖(3-2-4) LakeShore model 331 溫控器 28
圖(3-2-5) 真空幫浦turbo 29
圖(3-2-6) 低溫氦氣壓縮機 29
圖(3-3-1) 實驗設置圖 31
圖(3-3-2) 針尖校正-1 32
圖(3-3-3) 針尖校正-2 32
圖(3-3-4) 針尖校正-3 33
圖(3-3-5) 鈹(Be)窗示意圖 34
圖(3-3-6) Analyzer架設示意圖 35
圖(3-3-7) 有無分光儀之比較 36
圖(4-1-1) Lorentzian function半高寬定義示意圖 40
圖(4-1-2) Gaussian function半高寬定義示意圖 40
圖(4-2-1) E=10KeV,La1.775Sr0.225NiO4 積分強度之比較 43
圖(4-2-2) E=10KeV,La1.775Sr0.225NiO4半高寬之比較 43
圖(4-2-3) E=12KeV,La1.775Sr0.225NiO4積分強度之比較 45
圖(4-2-4) E=12KeV,La1.775Sr0.225NiO4半高寬之比較 45
圖(4-2-5) E=16KeV,La1.775Sr0.225NiO4 積分強度之比較 47
圖(4-2-6) E=16KeV,La1.775Sr0.225NiO4半高寬之比較 47
圖(4-3-1) E=10KeV,La1.67Sr0.33NiO4升溫量測之積分強度的比較 49
圖(4-3-2) E=10KeV,La1.67Sr0.33NiO4升溫量測之半高寬的比較 49
圖(4-3-3) E=10KeV,La1.67Sr0.33NiO4降溫量測之積分強度的比較 50
圖(4-3-4) E=10KeV,La1.67Sr0.33NiO4降溫量測之半高寬的比較 50
圖(4-4-1) E=10KeV,La1.6Sr0.4NiO4積分強度之比較 52
圖(4-4-2) E=10KeV,La1.6Sr0.4NiO4半高寬之比較 52
圖(4-5-1) 不同能量下,La1.775Sr0.225NiO4 隨溫度變化,量測電荷條紋
(3.44 0 3)之積分強度與半高寬的比較 54
圖(4-5-2) 能量10KeV,La1.675Sr0.33NiO4 隨溫度變化,量測電荷條紋
(4.66 0 3)之積分強度與半高寬的比較 58
圖(4-5-3) 能量10KeV,不同摻雜量的積分強度與半高寬之比較圖 60
圖(4-5-4) La5/3Sr1/3NiO4,inverse correlation lengths 61
表(4-5-1) 低溫下電荷條紋之inverse correlation lengths 62
圖(5-1) Ni離子游離分佈排列情況示意圖 66
參考文獻 [1] H. K. Onnes, Leiden Communications, 1911. 120b,
122b, 124c

[2] 吳文斌,強電子關聯材料的軌域物理,物理雙月刊(廿六卷二期)
2004年4月

[3] M. E. Ghazi, P. D. Spencer, S. B. Wilkins, P. D. Hatton,
D. Mannix, D. Prabhakaran, A. T. Boothroyd, and S. –W.
Cheong, Phys. Rev. B 70, 144507(2004)

[4] P. D. Spencer, M. E. Ghazi, S. B. Wilkins, P. D. Hatton,
S. D. Brown, D. Prabhakaran, and A. T. Boothroyd, Eur.
Phys. J. B 46,47(2005)

[5] Paul Freeman,“Magnetism and the Magnetic Excitations of
Charge Ordered La2-xSrxNiO4+δ”, University College
Trinity Term 2005.

[6] Kittel ,“ Introduction to Solid State Physics”

[7] B. D. Cullity, and S. R. Stock, “Elements of X-ray
diffraction” , Third edition .

[8] Dr. S. J. Heyes,“ Structures of Simple Inorganic Solids”

[9] Advanced Photon Science & Synchrotron Radiation Science
http://www.jaea.go.jp/jaeri/english/research/re07.html


[10] 同步輻射中心 http://www.nsrrc.org.tw/


[11] Yamamoto, Susumu, Phys. Rev. B 76, 1654114(2007)

[12] 馮端,“固體物理大辭典”

[13] J. Q. Li, Y. Maysui, S. K. Park, and Y. Tokura, Phys.
Rev. Lett. 79, 297(1997)

[14] K. Sreedhar, and J. M. Honig, J. Solid State Chem. 111,
147 (1994).

[15] H. Yoshizawa, T. Kakeshita, R. Kajimoto, T. Tanabe, T.
Katsufuji, Y. Tokura, Phys. Rev. B 61, R854–R857 (2000)

[16] A. Vigliante, M. von Zimmerman, and J. R. Schneider, T.
Frello, N. H. Andersen, and J. Madsen, D. J. Buttrey,
Doon Gibbs, and J. M. Tranquada , Phys. Rev. B 56,
8248–8251 (1997)

[17] R. Kajimoto, T. Kakeshita, H. Yoshizawa, T. Tanabe, T.
Katsufuji, and Y. Tokura, Appl. Phys. A 74.

[18] Alan Carrington and Andrew D. McLachlan, “Introduction
to magnetic resonance with applications to chemistry
and chemical physics.”

[19] 姚昌宏, 淡江大學碩士論文 (2008)
論文使用權限
  • 同意紙本無償授權給館內讀者為學術之目的重製使用,於2012-07-20公開。
  • 同意授權瀏覽/列印電子全文服務,於2012-07-20起公開。


  • 若您有任何疑問,請與我們聯絡!
    圖書館: 請來電 (02)2621-5656 轉 2281 或 來信