Browsing by Author "陳孝文"

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新穎氧化物Cs2Nb4O11、BiFeO3、及YBaCuFeO5 之光譜性質研究
(2017) 陳孝文; Chen, Hsiao-Wen
本論文研究摻雜不同離子Cs2Nb4O11 塊材、不同厚度BiFeO3 薄膜、及 YBaCuFeO5 單晶的光譜性質，探討晶格、電子、及磁性結構的相關性。首先，x光繞射能譜顯示未摻雜 Cs2Nb4O11 及摻雜 5 % 與 10 %的 Ta 離子和加上摻雜不同時間 (30、60、90 分鐘) S離子比例的樣品之晶格結構並未大幅改變，但隨著摻雜不同離子比例的增加，橢圓偏振光譜展現能隙值皆有變小的趨勢，由第一原理理論計算得知當S 原子取代單位晶胞內的O原子，導電帶能量下降，但價電帶能量不變， Ta 原子取代單位晶胞內的Nb原子，導電帶能量些微下降，但價電帶能量仍維持不變，造成能隙減小，我們的實驗結果與理論計算相符。其次，橢圓偏振光譜顯示10 nm 與 70 nm 厚的四方晶系 BiFeO3 薄膜之能隙值分別約為 2.89 eV及 2.87 eV。x光繞射能譜呈現 70 nm 厚薄膜的 a 軸晶格常數較 10 nm 厚薄膜大，意味 YSZ 基板對70 nm 厚薄膜的壓縮應變減小，導致其能隙值較10 nm 厚薄膜為低。此外， 10 nm 厚 BiFeO3 薄膜的能隙在溫度約 670 K 附近，偏離波色-愛因斯坦模型理論預測值，此現象在 70 nm 厚 BiFeO3 薄膜並不明顯，推測與其複雜的自旋電荷間耦合交互作用有關。最後，在外加磁場沿 YBaCuFeO5單晶 ab 平面的磁化率顯示 175 K 與455 K 的磁性相轉變。90K 與 300 K 的 x 光繞射能譜顯示無繞射峰生成或消失，表示磁性相轉變溫度下，YBaCuFeO5 無結構相轉變。變溫拉曼散射光譜展現 576 cm-1 Eg 對稱性拉曼峰於第二尼爾溫度 175 K 附近有異常藍移現象，此與自旋聲子之交互作用有關，我們計算出自旋聲子耦合係數約為15.7 mRy/Å2 。分析橢圓偏振光譜得到YBaCuFeO5單晶的能隙約為 1.41 eV ，隨著溫度上升，能隙值在第一尼爾溫度 455 K附近偏離波色-愛因斯坦模型理論預測值，推測與其複雜的自旋電荷間耦合交互作用有關。