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研究生: 謝吉祥
Hsieh Chi-Hsiang
論文名稱: 釔鋇銅氧系列高溫超導體摻雜鑭鈣的x光近緣吸收光譜(XANES)研究
X-ray Absoption Near Edge Structure (XANES) of YBa2Cu3Oy Doped by La and Ca
指導教授: 張秋男
Chang, Chu-Nan
學位類別: 博士
Doctor
系所名稱: 物理學系
Department of Physics
論文出版年: 2001
畢業學年度: 89
語文別: 中文
中文關鍵詞: 高溫超導體
論文種類: 學術論文
相關次數: 點閱:210下載:4
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  • 摘要
    我們研究三種YBa2-xLaxCu3Oy(x=0.0~0.5)、Y1-xCaxBa2-xLaxCu3Oy (x=0.0~0.6) 及Y1-xCaxBa2Cu3Oy (x=0.05,0.10) 氧含量(y)變化兩組系列樣品的高溫超導體,並且利用同步輻射測量O-1s的吸收光譜,研究它們在Fermi energy附近的電子結構的變化。主要是探討這些樣品因不同陽離子的摻雜、結構及氧含量的變化,如何影響不同氧位置上的電洞濃度的分佈,由這些電洞濃度的分佈,對超導溫度Tc機制的影響研究。
    樣品YBa2-xLaxCu3Oy(x=0.0~0.5)是摻雜La3+離子取代Ba2+離子,超導溫度在x=0.1~0.5的範圍內隨著La3+離子摻雜增加而減少,並且經由氧含量測量的結果,利用Tokura的方法計算電洞濃度,與樣品的吸收光譜所測量到的結果作比較,我們發現在這個濃度範圍內O(4)的電洞濃度的變化並不大,而在x³0.4時,有過氧離子O22-的存在,因此Tokura計算電洞濃度的方法,高估了電洞濃度。而CuO2面的電洞濃度隨著La3+離子摻雜增加而減少,我們認為這是影響超導溫度Tc降低的主要原因。
    樣品Y1-xCaxBa2-xLaxCu3Oy (x=0.0~0.6) 是摻雜La3+離子取代Ba2+離子,摻雜Ca2+離子取代Y3+離子,並且兩者是等量摻雜,這樣的摻雜方式,是使得氧含量及總電洞濃度改變不大,但是晶體結構在摻雜濃度x=0.4的時候,從orthorhombic結構轉變成tetragonal結構,而超導溫度Tc在orthorhombic結構範圍內是隨著摻雜濃度x的增加而減少,在tetragonal結構範圍內則維持固定的。吸收光譜所測量到的結果顯示,O(1)、O(5)分佈均勻性增加,使得CuO2面的電洞濃度減少,因此造成超導溫度Tc的下降。
    在兩組Y1-xCax Ba2Cu3Oy (x=0.05,0.10)系列樣品中,我們製作出的樣品其氧含量逐漸的減少,並且樣品皆在under-doped的範圍內,而CuO2面及CuO3鏈上的電洞濃度皆有變化,並且將光譜所測量到的電洞濃度nb與C. Bernhard、Huanbo Zhang等人的研究所發表Tc/Tc’max二次函數的關係式所算出的nplane的作比較,發現兩組不同Ca濃度的樣品的nplane與 nb 關係並不一致。並且也將光譜所測量到的電洞濃度na、nb、nc、nd與樣品t=Tc/Tc’max作比較,我們發現電洞濃度na、nb、nc、nd與樣品t的關係一致,即na、nb、nc、nd與樣品t的關係,不因樣品Ca濃度的不同而有所不同。在四種電洞濃度中比較了包含O(4)電洞濃度資訊的na、nd,和包含CuO2面電洞濃度資訊的nb、nc,兩者與t的關係一致性,發現na、nd與t的關係一致性較好,這顯示O(4)的電洞濃度影響著超導溫度的高低。

    目錄 第一章緒論 第一節超導體歷史發展的介紹 第二節高溫超導體微觀理論的概述 第三節X光吸收近緣結構 第四節YBa2Cu3Oy系列及其衍生物的超導性 第五節YBa2Cu3Oy高溫超導的O-1s及Cu-2p3/2的吸收光譜 第二章樣品的製作、實驗及分析 第一節樣品的製作 第二節性質鑑定 第三節X光近緣吸收光譜實驗及分析 第三章YBa2-xLaxCu3Oy的O-1s及Cu-2p3/2 X光近緣吸收光譜 第一節導論 第二節實驗結果 第三節討論與結果 第四章Y1-xCaxBa2-xLaxCu3Oy的O-1s X光近緣吸收光譜 第一節導論 第二節實驗結果 第三節討論與結果 第五章Y1-xCaxBa2Cu3Oy的O-1s X光近緣吸收光譜 第一節導論 第二節實驗結果 第三節討論與結果 第六章總結 參考資料

    參考資料
    1. H Kamerlingh Onnes Akad van Wetenschappen, proceedings from the section of sciences. (Amstterdam),14:113-115, and 818-821(1911).
    2. “Introduction to Superconductivity and High-Tc Materials”, edit by Michel Cyrot and Davor Pavuna, World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd. (1992).
    3. “High-Temperature Superconductivity”, edited by N. M. Plakida, (1994)
    4. J. R. Gavaler, Appl. Phys. Lett. 23, 480(1973).
    5. J. Nagamatsu, N. Nalagawa, T. Muranaka, Y. Zenitani, and J. Akimitsu, Nature 410, 63 (2001).
    6. “Chemistry of Superconductor Materials”, Terrell A. Vanderah, (1992).
    7. G. Bednorz and K. A. Müller, Z. Phys. B 64, 189(1986).
    8. G. Bednorz, M. Takashige, and K. A. Müller, Europhys. Lett. 3, 379(1987).
    9. R. J. Cava, R. B. Dover, B. Batlogg, and E. A. Rietman, Phys. Rev. Lett. 58, 408(1987).
    10. W. K. Wu, J. R. Ashburn, C. J. Torng, P. H. Hor, R. L. Meng, L. Gao, Z. J. Huang, Y. Q. Wang, and C. W. Chu, Phys. Rev. Lett. 58, 908(1987).
    11. Maeda, Y. Tanaka, M. Fukutomi, and A. Asano, Jpn. J. Appl. Phys. 27, L209(1988).
    12. Z. Z. Sheng and A. M. Hermann, Nature 332, 55(1988). Z. Z. Sheng and A. M. Hermann, Nature 332, 138(1988).
    13. F. C. Zhang and T. M. Rice, Phys. Rev. B 37, 3759(1988).
    14. “X-ray Spectroscopy” edited by B. K. Agarwal, 2nd Edition, Springer Series in Optical Science, Vol. 15, Springer-Verlag, (1989).
    15. “X-ray Absorption, Principles, Techniques of EXAFS, SEXAFS and XANES”, D. C. Koningsberger and R. Prins (Editors), Chemical Analysis, Vol. 92, Wiley- Interscience Publication, 1988.
    16. J. D. Jorgensen et al, Phy. Rev. B 41, 1863 (1990).
    17. A, Manthiram, X. X. Tang, and J. B. Goodenough, Phy. Rev B 37, 3734 (1988).
    18. V. É. Gasumyants, E. V. Vladimirskaya, and I. B. Patrina, Phys. Solid State 40(1) (1998) .
    19. J. D. Jorgensen, B. W. Veal, A. P. Paulikas, L. J. Nowicki, G. W. Crabtree, H. Claus, and W. K. Kwok, Phys. Rev. B 41, 1862 (1990)
    20. N. Nücker, H. Romberg, X. X. Xi, and J. Fink, Phys. Rev. B 39, 6619 (1989).
    21. N. Nücker, E. Pellegrin, P. Schweiss, and J. Fink Phys. Rev. B 51, 8529 (1995).
    22. J. D. Jorgensen, M. A. Beno, D. G. Hinks, L. Soderholm, K. J. Volin, R. L. Hitterman, J. D. Grace, and Ivan K. Schuller C. U. Segre, K. Zhang, and M. S. Kleefisch, Phys. Rev. B 36, 3608 (1987).
    23. J. M. Chen, R. G. Liu, S. C. Chung, R. S. Liu, M. J. Kramer, K. W. Dennis, R. W. McCallum, Phys. Rev. B 55, 3186 (1997).
    24. Y. Tokura, J. B. Torrance, T. C. Huang and A. I. Nazzal, Phys. Rev. B 38, 7156 (1988).
    25. Y. F. Song, C. N. Chang, H.-C. I. Kao, C. H. Hsieh, H. F. Liu H. P. Lin, W. W. Huang, Phys. Rev. B 60, 4357 (1999).
    26. H. Eskeo, G. A. Sawatzky, Phys. Rev. B 43, 119 (1991)
    27. C. U. Segre, B. Dabrowski, D. G. Hinks, K. Zhang, J. D. Jorgensen, M. A. Beno, and Ivan K. Schuller, Nature 329, 227 (1987).
    28. A. Nanthiran and J. B. Goodeough, Physics C 159, 760 (1989).
    29. N. Nücker, E. Pellegrin, P. P. Schweiss, J. Fink, S. L. Molodtsov, C. T. Simons, G. Kaindl, W. Frentrp, A. Erb, and G. Muller-Vogt, Phys. Rev. B 51, 8529 (1995).
    30. C. T. Chen, F. Sette, Y. Ma, M. S. Hybertsen, E. B. Stechel, W. M. C. Foulkes, M. Schluter, S-W. Cheong, A. S. Cooper, L.W. Rupp, Jr., B. Barlogg, Y. L. Soo, Z. H. Ming, A. Krol, and Y. H. Kao, Phys. Rev. Lett. 66, 104 (1991).
    31. M. Merz, N. Nücker, P. Schweiss, C. T. Chen, V. Chakarian, J, Freeland, Y. U. Idzerda, M. Kläser, G. Müller-Vogt, and Th. Wolf, Phys. Rev. Lett. 80, 5192(1998).
    32. C. Bernhard and J. L. Tallon, Phys. Rev. B 54, 10201 (1996).
    33. H. Zhang and H. Sato, Phys. Rev. Lett. 70, 1697 (1993).

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