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系統識別號 U0002-2807200714492900
中文論文名稱 超導體銣鎢氧化物單晶製程與結構分析
英文論文名稱 Single crystal growth and structure analysis of hexagonal tungsten bronzes in superconducting Rb0.23WO3+δ
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 95
學期 2
出版年 96
研究生中文姓名 廖梓為
研究生英文姓名 Tsu-Wei Liao
學號 693180308
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2007-07-23
論文頁數 56頁
口試委員 指導教授-錢凡之
委員-黃鶯聲
委員-杜昭宏
中文關鍵字 銣鎢氧化物 
英文關鍵字 Rb0.23WO3.00  Laue  Tungsten Bronze 
學科別分類 學科別自然科學物理
中文摘要 銣鎢氧化物RbxWOy已被發現其氧含量的變化會影響其物性,包括隨氧含量變化所發生的金屬-非金屬轉變,以及超導臨界溫度會隨銣、氧含量的變化而有所不同。基於RbxWOy的特性與其多晶樣品研究上之侷限性,開始著手於Rb0.23WOy在2.90≦y≦3.00範圍內單晶樣品的製備以及物性分析。Rb0.23WOy隨著氧含量的降低熔點逐漸變高,Rb0.23WO3.00單晶樣品燒結溫度為1190oC,Rb0.23WO2.90單晶樣品燒結溫度為1210oC,以及降溫速率影響單晶樣品的尺寸。結構分析採用後向反射勞厄法,不同氧含量的單晶樣品其(1 0 0)勞厄繞射圖皆呈現p2mm四角對稱,(0 0 1)勞厄繞射圖皆呈現p6mm六角對稱。對Rb0.23WO3.00單晶樣品在氧中退火過後的實驗發現超導臨界溫度隨著退火次數的增加隨之提升,以及晶格常數c縮短的現象。
英文摘要 Rubidium tungsten bronze RbxWOy (0.19< x< 0.33,2.9< y< 3.05) has been observed that the oxygen concentration dependent metal-nonmetal transition, and the rubidium and oxygen concentration dependent distribution for superconductivity critical temperature. In order to investigate the properties of RbxWOy more clearly, the preparation for single crystalline samples Rb0.23WOy (2.90≦y≦3.00) was carried out. The melting point of Rb0.23WOy increases as the oxygen concentration decreases. The melting point of Rb0.23WO3.00 is 1190oC and that of Rb0.23WO2.90 is 1210oC. And the size of single crystals affected by the cooling rate of calcination. The back-reflection Laue method presents p2mm symmetry along (1 0 0), and p6mm symmetry along (0 0 1) respectively for all single crystals with different oxygen concentration. The single crystalline Rb0.23WO3.00 was annealed in oxygen, and the superconductivity was observed above 3 K while the original material didn't superconduct above 2 K, and the lattice parameter c decreased as the annealing times increased.
論文目次 目錄
第一章 實驗背景與動機 ………………………………………………1
1.1 鎢氧化物的回顧…………………………………………1
1.2 銣鎢氧化物的性質………………………………………3
第二章 樣品製備 ………………………………………………………5
第三章 實驗儀器與方法 ………………………………………………7
3.1 高溫爐……………………………………………………7
3.2 X-ray繞射系統…………………………………………8
3.2.1 XRD基本原理簡介 ……………………………………8
3.2.2 Laue繞射之基本原理…………………………………9
3.2.2.1 後向反射勞厄法……………………………………9
3.2.2.2 透射勞厄法 ………………………………………11
3.2.3 X-ray儀器介紹………………………………………12
3.3 磁性量測系統…………………………………………14
3.3.1 操作原理 ……………………………………………14
3.3.2 磁性量測儀器介紹 …………………………………14
3.4 電性量測系統 …………………………………………16
3.4.1電性基本操作原理……………………………………16
3.4.2 電性儀器介紹 ………………………………………16
第四章 實驗結果與討論………………………………………………17
4.1多晶樣品RbxWOy之結構分析……………………………17
4.2 多晶樣品RbxWOy傳輸性質之研究 ……………………20
4.3 單晶樣品Rb0.23WOy之製作討論…………………………21
4.4 單晶Rb0.23WOy之Laue分析 ……………………………23
4.5 單晶Rb0.23WOy的超導抗磁研究…………………………25
第五章 結論……………………………………………………………28
參考文獻 ………………………………………………………………55

圖表目錄
圖一. (a) NaxWO3超導臨界溫度對Na濃度之關係圖………………30
(b) NaxWO3不同Na濃度之光電子發射圖……………………30
圖二. RbXWO3超導臨界溫度對Rb濃度之關係圖 …………………31
圖三. (a)RbXWO3不同Rb濃度的電阻率對溫度之關係圖…………32
(b)電阻異常隆起開始溫度TB對Rb濃度之關係圖 ………32
圖四. Rb0.33WO3之結構 (a)八面體WO6圍成六角晶相結構 ………33
(b)稍微傾斜c軸之六角晶相結構………33
圖五. Rb0.27WO3的X-RAY繞射圖 ……………………………………34
圖六. Rb0.19WOy不同氧含量之一般解析度x-ray繞射圖 …………35
圖七. Rb0.23WOy不同氧含量之一般解析度x-ray繞射圖 …………36
圖八. Rb0.27WOy不同氧含量之一般解析度x-ray繞射圖 …………37
圖九. Rb0.19WOy之晶格常數a和c對氧含量之關係圖 ……………38
圖十. Rb0.23WOy之晶格常數a和c對氧含量之關係圖 ……………39
圖十一. Rb0.27WOy之晶格常數a和c對氧含量之關係圖 ……………40
圖十二. RbXWOy不同氧含量之電阻率對溫度變化圖…………………41
圖十三. RbXWO3之室溫電阻率對氧含量的關係圖……………………42
圖十四. Rb0.23WOy之傳輸性質與磁化率對溫度變化圖……………… 43
圖十五. RbXWOy之超導臨界溫度對氧含量的關係圖…………………44
圖十六. (a)(b) Rb0.23WO3.00不同降溫速率燒結出來的單晶大小…45
圖十七. (a)不同晶向卻熔在一塊的Rb0.23WO3.00單晶樣品 ……… 46
(b)燒結後具有顯著方向性的Rb0.23WO3.00單晶樣品 …… 46
圖十八. (a) Rb0.23WO2.90之(1 0 0)Laue繞射圖……………………47
(b) Rb0.23WO2.90之(0 0 1)Laue繞射圖……………………47
圖十九. (a) Rb0.23WO3.00之(1 0 0)Laue繞射圖……………………48
(b) Rb0.23WO3.00之(0 0 1)Laue繞射圖……………………48
圖二十. 在氧中退火過後的Rb0.23WO2.90之(0 0 1)Laue繞射圖,下圖為經過彌合之後Laue繞射圖……………………………49
圖二十一. (a) Rb0.23WO3.00單晶樣品在氧中退火後之磁化率對溫度變化圖(b) 退火方式太激烈造成Rb0.23WO3.00單晶碎裂的結果
……………………………………………………………50
圖二十二. Rb0.23WO3.00單晶樣品晶格常數c與(0 0 2)繞射峰半高寬對退火次數關係圖 …………………………………………51
圖二十三. Rb0.23WO3.00單晶樣品在圖二十二中第十一次與第十九次退火之磁化率對溫度變化圖 ………………………………52
圖二十四. Rb0.23WO2.90單晶樣品之磁化率對溫度變化圖……………53
圖二十五.單晶樣品的質量變化率對退火次數的變化圖……………54

參考文獻 參考文獻

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