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系統識別號 U0002-2807201014210100
中文論文名稱 三元軟鐵磁性塊材金屬玻璃Fe78-xYxB22 (x= 4-9) 磁性與電子結構
英文論文名稱 Correlation between magnetic properties and the electronic structures of soft magnetic ternary Fe78-xYxB22 (x= 4-9) bulk metallic glasses
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 98
學期 2
出版年 99
研究生中文姓名 劉明聰
研究生英文姓名 Ming-Tsung Liu
學號 698210357
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2010-07-01
論文頁數 50頁
口試委員 指導教授-彭維鋒
委員-林大欽
委員-李志甫
中文關鍵字 X光吸收近邊緣結構  延伸X光吸收精細結構  價帶光電子發射能譜學 
英文關鍵字 XANES  EXAFS  VB-PES 
學科別分類 學科別自然科學物理
中文摘要 Fe和Y K-egde的延伸X光吸收精細結構(Extended x-ray absorption fine structure,EXAFS),Fe (Y) L3,2-edge (L3-edge) X光吸收近邊緣結構(X-ray absorption near-edge structure,XANES)和價帶光電子發射能譜學(Valence-band photoemission spectroscopy,VB-PES)測量研究 Fe78-xYxB22 (x= 4-9)三元軟鐵磁性塊材金屬玻璃(bulk metallic glasses,BMGs)的磁性與電子結構。在Fe L3,2-edge光譜中,利用Branching ratio所得的數值與磁性量測所得的單位鐵原子之有效波爾磁子數,其結果均顯示當隨著Y含量遞增有著相同的減弱趨勢,卽磁矩隨Y的濃度增加而減少。在XANES和VB-PES研究的結果中,發現當以Y摻入樣品中引起Fe磁矩的減弱,可理解因為在Ef附近可能由於去局域化/巡迴電子密度的減少。推論其鐵磁性耦合強度的減弱,顯示Fe 3d離子之局域自旋組態影響鐵基非晶塊材合金之總磁矩的關係。
英文摘要 Fe and Y K-edge extended x-ray absorption fine structure (EXAFS), Fe (Y) L3,2-edge (L3-edge) x-ray absorption near-edge structure (XANES) and valence-band photoemission spectroscopy (VB-PES) measurements have been carried out to study soft magnetic ternary Fe78-xYxB22 bulk metallic glasses (BMGs). The combined XANES and VB-PES results do not show broadening of the Fe 3d band to support previous interpretation of the reduction of the magnetic moment in BMGs by Y-induced decrease of exchange splitting of Fe 3d orbitals. Instead, the density of delocalized/itinerant Fe 3d states in the vicinity of the Fermi level is found to be reduced by Y substitution, which reduces the strength of itinerant-states mediated ferromagnetic coupling between local spins on the Fe ions and the total magnetic moment of the Fe-based BMGs.
論文目次 目錄
第一章 緒論‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧1
第二章 X光吸收譜簡介‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧3
1. X光吸收近邊緣結構(XANES) ‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧6
2. X光延伸吸收精細結構(EXAFS) ‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧9
3. 實驗方法‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧11
第三章 光電子發射技術簡介‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧15
1. 理論模型‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧15
2. 價帶能譜‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧26
3. 實驗方法‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧27
第四章 實驗結果與討論‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧28
1. 樣品製備與介紹‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧28
2. 實驗概述‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧28
3. 實驗數據分析與討論‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧31
4. 結論‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧48
參考文獻‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧49

圖表目錄
圖2-1 物質吸收截面與能量之關係‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧4
圖2-2 XANES與EXAFS分界圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧5
圖2-3 光電子平均自由路徑與能量關係圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧7
圖2-4 單一散射與多重散射之圖示‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧7
圖2-5 吸收光譜與電子末態關係示意圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧8
圖2-6 吸收原子入射電子波與鄰近原子背向散射波示意‧‧‧‧10
圖2-7 X光吸收光譜實驗示意圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧12
圖2-8 三種電子訊號量測方法‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧12
圖2-9 光子吸收過程‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧14
圖3-1 電子能量分佈示意圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧17
表3-1 傳統光源,僅限幾種元素的特定放射頻率之線光源‧‧‧19
圖3-2 電子軌道散射截面與光電子能量曲線圖‧‧‧‧‧‧‧‧20
圖3-3 稀有金屬鐿(Yb)之EDC‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧22
圖3-4 平均自由路徑與電子動能之關係‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧25
圖3-5 半球型聚焦能析儀‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧27
圖4-1 樣品X光繞射圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧30
圖4-2 Fe78-xYxB22 BMGs之磁滯曲線 ( M-H curves ) ‧‧‧‧34
圖4-3 歸一化Fe78-xYxB22 BMGs之Fe K-edge XANES,右下角插圖為吸收峰放大疊合比較圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧35
圖4-4 歸一化Fe78-xYxB22 BMGs之Y K-edge XANES,右下角插圖為吸收峰放大疊合比較圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧36
圖4-5 Fe78-xYxB22 Fe K-edge之傅立葉轉換圖,右上角插圖為k空間圖,其中k的範圍為3.1~11Å‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧37
圖4-6 Fe78-xYxB22 Y K-edge之傅立葉轉換圖,右上角插圖為k空間圖,其中k的範圍為3~10.1Å‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧38
圖4-7 Fe78-xYxB22 Y L3-edge,左上角插圖為放大的特徵曲線所顯示的特徵強度‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧41
圖4-8 Fe78-xYxB22 Fe L3,2-edge,右上角插圖為經由歸一化後的Fe L3-egde扣除一Arctan函數之背景值‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧42
圖4-9 Fe78-xYxB22 branching ratio和單位鐵的有效波爾磁子之計算結果‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧43
圖4-10 Fe78-xYxB22 hv = 110 ev 之光電子發射能譜,左上角插圖為放大的範圍之區間是介於VB-PES範圍的3eVEf ‧‧‧‧‧‧‧47

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