系統識別號 | U0002-3007200916421800 |
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DOI | 10.6846/TKU.2009.01161 |
論文名稱(中文) | α-Fe2O3原子結構的複繞射研究 |
論文名稱(英文) | Study of atomic structure of α-Fe2O3 using multiple X-ray diffraction |
第三語言論文名稱 | |
校院名稱 | 淡江大學 |
系所名稱(中文) | 物理學系碩士班 |
系所名稱(英文) | Department of Physics |
外國學位學校名稱 | |
外國學位學院名稱 | |
外國學位研究所名稱 | |
學年度 | 97 |
學期 | 2 |
出版年 | 98 |
研究生(中文) | 賴彥仲 |
研究生(英文) | Yen-Chung Lai |
學號 | 696210243 |
學位類別 | 碩士 |
語言別 | 繁體中文 |
第二語言別 | |
口試日期 | 2009-07-17 |
論文頁數 | 52頁 |
口試委員 |
指導教授
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杜昭宏
委員 - 薛宏中 委員 - 湯茂竹 |
關鍵字(中) |
複繞射 相位 |
關鍵字(英) |
Multiple-wave diffraction Phase |
第三語言關鍵字 | |
學科別分類 | |
中文摘要 |
在這篇論文中我們使用X光複繞射來研究赤鐵礦α-Fe2O3的三光相位與電子結構的關聯性。在此次實驗中,我們沿著鐵的K-edge逐漸增加能量,觀察三光繞射峰的變化,發現到三光繞射峰的相位會慢慢的改變,在pre-edge(E=7.113 keV)與鐵的K-edge(E=7.123 keV)兩個能量的位置各有一次相位180度的轉變,並且在其他的三光繞射峰也同樣有兩次相位的轉換。因為相位與結構因子有很大的關係,所以我們認為關於兩次相位的轉變與α-Fe2O3的電子結構有很大的關聯。 |
英文摘要 |
We report the x-ray multiple-wave diffraction on a high quality single crystal hematite α-Fe2O3. Multiple-wave diffraction is a very useful method to study the phase problem of material structure. In this experiment, we observed the pre-edge (E=7115 eV) feature near the Fe K-edge (E=7123 eV) from the absorption spectrum of α-Fe2O3. Using multiple-diffraction and analyzing the interference effect from the three-beam diffraction case as a function of incident x-ray energy, we observed that the phase of the structure factor changes at the pre-edge and K-edge, respectively. This double-jump of the phase suggests that hematite α-Fe2O3 has a complicated electronic structure. |
第三語言摘要 | |
論文目次 |
目錄 第一章 緒論------------------------------------1 1.1 X光基本簡介----------------------------1 1.2 同步輻射概論----------------------------4 第二章 X光繞射理論-----------------------------7 2.1 Bragg Law -----------------------------7 2.2 倒晶格空間-----------------------------9 2.3 晶體體系------------------------------11 2.4 複繞射--------------------------------13 2.5 原子散射因子--------------------------17 2.6 結構因子------------------------------21 2.7 動力繞射理論--------------------------23 第三章 實驗裝置與實驗方法------------------------29 3.1 實驗裝置-----------------------------29 3.2 實驗樣品-----------------------------31 3.3 實驗步驟-----------------------------35 第四章 實驗數據與討論----------------------------39 4.1 實驗數據------------------------------39 4.2 數據討論------------------------------49 第五章 結論--------------------------------------50 參考文獻-----------------------------------------51 圖表目錄 圖(1.1.1)陰極射線管圖-------------------------------------2 圖(1.1.2)X光產生機制--------------------------------------3 圖(1.2.1)電磁波譜圖---------------------------------------4 圖(1.2.2)新竹同步輻射設置示意圖---------------------------4 圖(1.2.3)傳統X光與同步輻射光源比較-----------------------6 圖(2.1.1)布拉格繞射---------------------------------------8 圖(2.1.2)建設性干涉---------------------------------------8 圖(2.2.1)實空間中的繞射條件------------------------------10 圖(2.2.2)Ewald Sphere------------------------------------10 圖(2.3.1)Bravais Lattices--------------------------------11 圖(2.4.1)三光複繞射在實空間中幾何示意圖------------------13 圖(2.4.2)三光複繞射在倒空間中幾何示意圖------------------15 圖(2.4.3)Aufhellung--------------------------------------16 圖(2.4.4)Umweganregung-----------------------------------16 圖(2.5.1)晶體與X光彈性碰撞圖----------------------------17 圖(2.5.2)原子在電場中極化情形----------------------------18 圖(2.5.3)電子極化率實部與虛部----------------------------19 圖(3.2.1)赤鐵礦------------------------------------------31 圖(3.2.2) 結構圖---------------------------------32 圖(3.2.3)退火前( )繞射峰(1 1 1)rocking curve-----34 圖(3.2.4)退火後( )繞射峰(1 1 1)rocking curve-----34 圖(3.3.1)同步輻光束線17B1實驗站簡易設置圖---------------35 圖(3.3.2)三維空間----------------------------------------37 圖(4.1.1)鐵的K吸收邊螢光圖形----------------------------40 圖(4.1.2)對強度微分後的螢光圖形--------------------------41 圖(4.1.3)鏡像對稱三光繞射圖形----------------------------42 圖(4.1.4)三光繞射峰ψ=171.16(左)、ψ=190.22(右)----------42 圖(4.1.5)ψ=171.16三光繞射(E=7.100 KeV to E=7.114 KeV)----43 圖(4.1.6)ψ=171.16三光繞射(E=7.115 KeV to E=7.125 KeV)----44 圖(4.1.7)ψ=171.16三光繞射(E=7.126 KeV to E=7.140 KeV)----45 圖(4.1.8)ψ=190.22三光繞射(E=7.100 KeV to E=7.114 KeV)----46 圖(4.1.9)ψ=190.22三光繞射(E=7.115 KeV to E=7.125 KeV)----47 圖(4.1.10)ψ=190.22三光繞射(E=7.126 KeV to E=7.140 KeV)----48 表(2.3.1)七大晶系參數-----------------------------12 |
參考文獻 |
參考文獻 [1] 國家同步輻射研究中心 (National Synchrotron Radiation Research Center),http://www.nsrrc.org.tw [2] 工業材料雜誌 181期 p.100~p.108 [3] HyperPhysics-Bravais Lattices: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/solids/bravais.html [4] Ben G. Streetman “SOLID STATE ELECTRONIC DEVICES” PRENTIC HALL (1972) [5] Chang, S.L.“Multiple diffraction of X-ray in crystals” Springer-Verlag (1984). [6] Shih-Lin Chang, Chin. Journal of Physics 23, 181-192 (1985) [7] 陳正剛, 國立清華大學碩士論文 (2008) [8] 羅中佑, 國立清華大學碩士論文 (2004) [9] 鄭森源, 國立清華大學碩士論文 (2002) [10] G. Zschornack “Handbook of X-Ray Data” Springer (2007) [11] B.D. CULLITY “ELEMENTS OF X-RAY DIFFRACTION” first edition. (1965) [12] S.L. Chang and M.T. Tang, Acta Crystallogr., A44, 1065 (1988) [13] 國家同步輻射研究中心,暑期課程講義 (2006.7) [14] Mark E. Greene, Ann N. Chiaramonti, Adv. Mater., 17, 1765-1768 (2005) [15] M. Vasquez-Mansilla et al. / Journal of Magnetism and Magnetic Materials 226-230 , 1907-1909 (2001) [16] Jun Kokubun, Ayako Watanade, Phys. Rev. B, 78, 115112 (2008) |
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