3d過渡金屬氧化物La2-xSrxNiO4(LSNO)與高溫超導體La2-xSrxCuO4(LSCO)有著相同的I4/mmm結構，並且在低溫下都有著電荷條紋(charge stripes)以及自旋條紋(spin stripes)結構，但是LSCO的電荷條紋使其成為超導體而LSNO的電荷條紋則是使其形成莫特絕緣體，並且由電導率量測發現當LSNO的Sr摻雜達x = 1/3時與其他比例摻雜有著明顯的變化，並且由X光散射發現電荷條紋隨著溫度升高其相變過程有著逆有序-無序的變化，由中子散射結果得知LSNO中隨著溫度升高自旋條紋由有序到無序的過程中存在著條紋液體相，並且當自旋為條紋液體相時會成為幫助電荷條紋排列的阻尼，從而導致X光散射觀察到逆有序無序的變化。
    針對La5/3Sr1/3NiO4的單晶樣品使用電性量測的電阻與溫度關係圖來判斷電荷條紋的相變溫度TCO，以及使用磁性量測判斷自旋條紋的相變溫度TSO，之後藉由X光散射變溫實驗對電荷條紋QCO = (4.66 0 3)沿著L方向掃描判斷電荷條紋調制發生逆有序-無序的相變溫度，並且針對相變前的長程有序的T~150 K、相變發生時的T~210 K、相變途中的T~220 K以及相變結束的T~230 K進行方位角實驗，可以得知在電荷條紋始終是維持著二重對稱，並無隨著與自旋條紋液體耦合而發生變化。

The 3d transition metal oxide, La2-xSrxNiO4(LSNO)is isostructural to high-TC superconductor La2-xSrxCuO4(LSCO), and they both have charge stripes and spin stripes at low temperature. The charge stipes of LSCO let LSCO to be a superconductor but the charge stripes of LSNO make LSNO a Mott insulator. And the conductivity measurement shows that when the Sr doping is x = 1/3 in LSNO, it conductivity is obvious difference with other doping ratio. And X-ray scattering shows the phase transition of the charge stripes is inverse order-disorder change as the temperature increases. In addition the existence of spin stripe-liquid phase in La5/3Sr1/3NiO4 is demonstrated through neutron scattering measurements. Spin stripe-liquid will become a damping to suppress the disorder of the charge stripes, it is the reason of inverse order-disorder for charge stripes.
    For the LSNO single crystal sample, use the resistivity measurement and magnetic measurement to determine the phase transition temperature of the charge stripes (TCO¬) and spin stripes (TSO). And after that, we use X-ray scattering as function temperature for charge stripes QCO = (4.66 0 3). The L-scan can show the transition temperature of inverse order-disorder. For the long range ordering temperature T~150 K, the phase transition begin T~210 K, during the phase transition T~220 K, and the end of the phase transition  T~230 K, the x-ray azimuthal scattering shows charge stripes is always two-fold symmetry. It does not change with the coupling with the spin stripe-liquid.

目錄
第一章 X光的散射.....1
1-1 X-ray的發展	1
1-1-1 X光的歷史	1
1-1-2同步輻射光源	2
1-2 布拉格定律(Bragg’s law)	6
1-3 晶體結構與倒晶格空間	7
第二章 條紋調制結構及對稱性.....11
2-1 電荷有序(Charge ordering)及電子自旋有序(Spin ordering)	11
2-2 電荷條紋(Charge stripes)及電子自旋條紋(Spin stripes)	11
2-3 結構對稱性	13
第三章 樣品及實驗介紹.....15
3-1 樣品介紹	15
3-1-1 樣品結構	15
3-1-2 樣品特性	16
3-2 實驗儀器及實驗方法介紹	21
3-2-1 PPMS電阻測量模組	21
3-2-3 超導量子干涉磁化儀	23
3-3-3 八環繞射儀	25
3-3-4 方位角散射實驗(Azimuthal X-ray Scattering)	34
第四章 實驗數據分析與討論.....36
4-1 電性量測結果	36
4-2 磁性量測結果	38
4-3 條紋調制量測	39
4-4 方位角X光散射量測	43
第五章 結論.....45
參考文獻	47


圖目錄
圖 1-1-1光亮度與波長連續性……………………………….2
圖1-1-2 同步輻射光源波長範圍…………………………….3
圖1-1-4二極磁鐵示意圖……………………………………..4
圖1-1-5 左圖增頻磁鐵示意圖，右圖聚頻磁鐵示意圖…….5
圖1-1-6 不同磁鐵對光強度及波長的影響………………….5
圖1-2-1 布拉格散射示意圖………………………………….6
圖1-3-1 七大晶體結構……………………………………….8
圖1-3-2 倒晶格空間中的繞射條件…………………………10
圖2-1-1  stripes示意圖…………………………………….12
圖2-1-2 鐵磁性示意圖………………………………………12
圖2-1-3 亞鐵磁示意圖………………………………………13
圖2-1-4 反鐵磁示意圖………………………………………13
圖2-3-1 矽晶體對稱性示意圖………………………………14
圖2-3-2 石墨晶體對稱性示意圖……………………………14
圖3-1-1 樣品照片……………………………………………15
圖3-1-2  I4/mmm轉換至F4/mmm………………………...16
圖3-2-3 晶體結構與Ni-O層與La/Sr層示意圖………….17
圖3-2-4  d軌域副軌域圖…………………………………...17
圖3-2-5  Jahn-Teller distortion 對軌域能階影響………..18
圖3-1-6 電荷條紋及電子自旋條紋形成示意圖……………19
圖3-1-7 La2-xSrxNiO4在不同參雜比例下的相變化對照圖……………………………………………………………...20
圖3-1-8 由散射強度變化判斷向變過程為二階相變………20
圖3-1-9  T2為電荷條紋與自旋條紋開始發生耦合之溫度……………………………………………………………...21
圖3-2-1  PPMS 裝置……………………………………….22
圖3-2-2 左圖沿著晶體c軸方向量測；右圖以ab平面量測……………………………………………………………...22
圖3-2-3 四點量測示意圖…………………………………...23
圖3-2-4  SQUID VSM裝置圖……………………………..24
圖3-2-5 磁場產生方向及基座資訊………………………...24
圖3-2-5 磁性量測擺放方式………………………………...25
圖3-3-1 八環繞射儀及馬達位置…………………………...26
圖3-3-2 計算軸向示意圖…………………………………...27
圖3-3-3 低溫系統ARS DE202G…………………………..29
圖3-3-4 溫控裝置 LakeShore modle 335………………....29
圖3-3-5 鈹窗與架設完成的低溫系統……………………...30
圖3-3-6 左圖為TPS09A的渦輪幫浦；右圖為TLS07A的真空幫浦……………………………………………………...30
圖3-3-7 液氦壓縮機………………………………………....31
圖3-3-8 二軸散射示意圖……………………………………32
圖3-3-9 三軸散射示意圖……………………………………32
圖3-3-10 二軸散射與三軸散射對比圖…………………..…33
圖3-3-11 完美單晶照片……………………………………..33
圖3-3-10 方位角散射實驗示意圖…………………………..34
圖3-3-11 電荷密度波模型…………………………………..35
圖3-3-12 方位角量測………………………………………..35
圖4-1-1  R-T電阻率量測圖………………………………..36
圖4-1-2 對於a、b、c軸量測電阻率比較………………....37
圖4-2-1 對於ab平面與c軸的ZFC-FC比較；下圖為100 K到300 K一次微分圖……………………………………...38
圖4-3-1電荷條紋與電子自旋條紋的調制現象散射強度與溫度變化圖……………………………………………………...39
圖4-3-2 電荷條紋與電子自旋條紋的調制現象半高寬與溫度變化圖………………………………………………………...40
圖4-3-3 條紋調製於180 K、210 K、230 K散射訊號…...41
圖 4-3-4 Q=(4.66 0 3)時不同溫度下的H-K mesh圖….......42
圖4-4-1 電荷條紋結構對稱性量測圖……………………...43

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