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系統識別號 U0002-2307200911290600
中文論文名稱 以X光吸收光譜研究Al與Ge摻雜對CoSi電子結構之影響
英文論文名稱 Effects of Al and Ge Dopings on the Electronic Structure of CoSi Studied by X-ray Absorption Spectroscopy
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 97
學期 2
出版年 98
研究生中文姓名 許智欽
研究生英文姓名 Chih-Chin Hsu
電子信箱 695210590@s95.tku.edu.tw
學號 695210590
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2009-07-03
論文頁數 62頁
口試委員 指導教授-張經霖
委員-陳恭
委員-彭維鋒
中文關鍵字 X光吸收光譜近邊緣結構  熱電材料  矽化鈷 
英文關鍵字 XANES  Thermoelectric Materials  CoSi 
學科別分類 學科別自然科學物理
中文摘要   本論文是以X光吸收光譜研究CoSi合金,探討Al與Ge摻雜量的差異與熱電性質間的關係。在Al摻雜的系列中做了Co L2,3-edge和Co K-edge,在Ge摻雜的系列中做了Co L2,3-edge、Co K-edge及Ge K-edge。在CoSi1-xAlx系列樣品摻雜量小於0.05時,電洞被帶進了系統中,但不是在Co 3d軌域,而在摻雜量大於0.05時,電洞持續的增加,並且反應在Co 3d軌域上。在CoSi1-xGex系列樣品中可以知道Co 3d-Ge 4p之間有電子遷移的現象,影響了費米能階附近的能態密度,而造成Seebeck係數的改變。Ge K-edge吸收譜圖的主峰能量沒有明顯的位移,由此可以判斷CoSi1-xGex系列Ge的價數沒有隨著Ge摻雜量不同而顯著改變。根據Co K-edge的吸收光譜中發現,Al及Ge的摻雜並不會使吸收主峰的能量位置有明顯改變,顯示Co的價數皆不隨摻雜而改變。
英文摘要 We report the effects of Al and Ge partial substitution for Si on the thermoelectric materials of CoSi alloys CoSi1-xAlx (0 ≤ x ≤ 0.12) and CoSi1-xGex (0 ≤ x ≤ 0.15). We have performed X-ray absorption near edge structure (XANES) study the correlations between electronic structure and the thermoelectric properties. In the CoSi with different Al substitution, the hole was carried into the system gradually. Al substitution for Si (x ≤ 0.05), the hole was not carried into the Co 3d states. Upon further Al substitution for Si (x ≥ 0.05), the hole was carried into the Co 3d states. In the CoSi with different Ge substitution, the charge transfer between Co 3d and Ge 4p affect density of states at Fermi level, which makes Seebeck coefficients(S) change. Co K-edge of XANES shows that increased Al and Ge concentration do not affect the absorption intensity. We also observed that the valence of Co does not change with the doping.
論文目次 目錄
第一章 緒論 1
 1.1 熱電性質相關理論簡介 2
 1.2 熱電材料背景介紹 7
第二章 樣品簡介 9
 2.1 實驗樣品的製作 9
 2.2 CoSi的相關特性與晶體結構 9
 2.3 論文回顧及研究動機 11
第三章 X光吸收光譜簡介 13
 3.1 吸收邊緣與E0值 15
 3.2 X光吸收近邊緣結構(XANES) 18
 3.3 延伸X光吸收精細結構(EXAFS) 19
第四章 實驗方法與數據分析 22
 4.1 實驗方法 22
 4.2 數據分析 30
第五章 實驗結果與討論 36
 5.1 CoSi1-xAlx系列XANES光譜圖 36
 5.2 CoSi1-xGex系列XANES光譜圖 46
第六章 結論 59
參考文獻 60

圖表目錄

圖1.1 Seebeck Effect示意圖 3
圖1.2 Peltier Effect示意圖 4
圖1.3 各種材料溫度對熱電優值係數的比較圖 8
圖2.1 B20-type的晶體結構模型 12
圖3.1 光子能量與典型物質關係圖 14
圖3.2 XANES與EXAFS分界圖 17
圖3.3 光電子平均自由路徑與能量關係圖 18
圖3.4 單一散射與多重散射之圖示 19
圖3.5 射出電子受鄰近原子的背向散射而產生干涉現象 21
圖4.1 X光吸收光譜實驗示意圖 24
圖4.2 穿透式 25
圖4.3 X光通過物質之強度衰減示意圖 26
圖4.4 螢光式 27
圖4.5 電子逸出式 28
圖4.6 光子吸收過程圖 29
圖4.7 X光吸收光譜之數據分析流程圖 30
圖4.8 選擇能量底限E0值的不同方法 32
圖5.1 CoSi1-xAlx,Co L2,3-edge吸收光譜圖 37
圖5.2 CoSi1-xAlx,對Co L3-edge吸收光譜扣除適當的arctangent 函數之吸收光譜圖 39
圖5.3 CoSi1-xAlx,Co L3-edge FWHM 40
圖5.4 CoSi1-xAlx,Co L3-edge吸收光譜面積 40
圖5.5 CoSi1-xAlx,Seebeck係數 43
圖5.6 CoSi1-xAlx,Co K-edge吸收光譜圖 45
圖5.7 CoSi1-xGex,Co L2,3-edge吸收光譜圖 47
圖5.8 CoSi1-xGex,對Co L3-edge吸收光譜扣除適當的arctangent 函數之吸收光譜圖 49
圖5.9 CoSi1-xGex,Co L3-edge FWHM 50
圖5.10 CoSi1-xGex,Co L3-edge吸收光譜面積圖 50
圖5.11 CoSi1-xGex,Ge K-edge吸收光譜圖 53
圖5.12 CoSi1-xGex,Ge K-edge吸收主峰強度圖 54
圖5.13 CoSi1-xGex,Co L3-edge吸收面積積分及Ge K-edge吸收主峰強度比較圖 55
圖5.14 CoSi1-xGex,Seebeck係數 56
圖5.15 CoSi1-xGex,Co K-edge吸收光譜圖 58


參考文獻 參考文獻
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