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研究生: 劉奕志
Yi-Zh Liu
論文名稱: 高溫超導銪-釔-銅-氧化合物的磁有序及磁鬆弛探討
指導教授: 李文献
Wen-Hsien Li
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 理學院 - 物理學系
Department of Physics
畢業學年度: 88
語文別: 中文
論文頁數: 56
中文關鍵詞: 自旋玻璃磁鬆弛交流磁化率X光繞射
外文關鍵詞: spin glass, magnetization relaxation, ac susceptibility, X ray, droplet model, TRM, thermoremanent magnetization
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  • 本篇論文所討論的樣品(Eu0.78Y02.2)2CuO4 的空間對稱群為
    I4/mmm ,晶格常數a=3.89 Å ,c=11.89 Å 。在交流磁化率實驗㆗,這
    個樣品會產生兩個波峰,㆒個約在271 K 附近,另㆒個約在13 K 附
    近。分別改變量測的激發磁場強度和頻率的實驗㆗,可以判定這個樣
    品在271 K 附近的交流磁化率波峰是因樣品由順磁狀態轉變為自旋
    玻璃狀態而來,而13 K 的交流磁化率波峰並沒有自旋玻璃的特性。
    另外在低溫做外加直流磁場的交流磁化率實驗可以發現當外加直流
    磁場大小在0 ~ 1 T ,交流磁化率的波峰量值有被抑制的趨勢;波峰的
    溫度則是隨著磁場增加而由13 K 偏移至3 K ,經研判此㆒波峰具有
    反鐵磁的特性。經由磁鬆弛實驗,可以看出這個樣品的磁化鬆弛
    (magnetization relaxation )可以用stretched exponential law 來描述,
    而在㆒固定溫度㆘,改變實驗的磁場大小或者是在加場停留時間tw ,
    衰減因子β 的值皆是落在約0.5 ~ 0.4 之間,特徵鬆弛時間t0 則是落在
    約600 sec ~ 400 sec ,且沒有很大的相關性,此顯示了在我們的實驗
    條件?觀察不到磁疇成長所造成的影響;另外,在溫度285 K 的實驗
    ㆗可以發現並沒有觀察到磁化鬆弛的現象,原因在於樣品在這個溫度
    是處於順磁狀態,㆒旦外加磁場關掉,由於自旋和自旋間並沒有像自
    旋玻璃㆒樣具有混亂且相互競爭的作用力,故其磁化鬆弛很快。


    目 錄 論文摘要…………………………………………………………Ⅰ 致謝………………………………………………………………Ⅱ 目錄………………………………………………………………Ⅲ 圖目與圖表………………………………………………………Ⅳ 第㆒章 簡 介 1-1 R2CuO4 高溫超導系列簡介…………………………1 1-2 自旋玻璃的特性……………………………………8 1-3 自旋玻璃的模型……………………………………12 1-4 樣品的備製…………………………………………17 第㆓章 實驗儀器與原理 2-1 交流磁化率實驗裝置與原理………………………18 2-2 直流磁化率的實驗裝置與原理……………………21 2-3 X 光繞射實驗裝置與原理…………………………23 第㆔章 實驗原理與結果分析 3-1 X 光繞射實驗及結構精算…………………………25 3-2 交流磁化率實驗原理與結果分析…………………29 3-3 磁鬆弛實驗原理與結果分析………………………38 第㆕章 結 論……………………………………………53 參考文獻…………………………………………………55 圖目與表目 圖1-1-1 R2CuO4 族化合物晶體結構…………………………………..3 圖1-1-2 R2CuO4 族化合物銅離子磁結構圖…………………………..6 表1-1 R2CuO4 族化合物銅離子磁結構及磁有序溫度列表….……7 圖1-1-3 Eu2CuO4 化合物銅離子磁結構……………………………....7 圖1-2-1 鐵磁、順磁及自旋玻璃系統裡自旋排列示意圖…………..10 圖1-3-1 RKKY 作用力㆘之自由電子磁化率分佈………………….13 圖2-1-1 ACMS 的主要結構圖……………………………………….20 圖2-2-1 PPMS 超導磁鐵控制磁場過程圖…………………………..22 圖2-2-2 Rietveld 法結構精算流程圖………………………………...24 表3-1 (Eu0.8Y0.2)2CuO4 各原子的相對位置列表………………….25 表3-2 結構精算後各種原子參數列表……………………………28 表3-3 雜質相之空間群及晶格常數列表…………………………26 圖3-1-1 X 光繞射譜圖及結構精算結果…………………………….27 圖3-1-2 樣品之晶體結構圖………………………………………….26 圖3-2-1 1.8~300 K 交流磁化率對溫度變化圖……………………...29 圖3-2-2 高溫時激發磁場強度對χ ′(T)的影響比較圖………………30 圖3-2-3 高溫時激發磁場頻率對χ ′(T)的影響比較圖……………….31 圖3-2-4 低溫時激發磁場強度對χ ′(T)的影響比較圖……………….33 圖3-2-5 低溫時激發磁場頻率對χ ′(T)的影響比較圖……………….34 圖3-2-6 低溫時外加直流磁場對交流磁化率影響實驗…………….36 圖3-2-7 低溫時外加直流磁場對χ ′max 量值之關係圖……………….37 表3-4 磁鬆弛實驗條件列表………………………………………39 圖3-3-1 TRM 實驗流程示意圖………………………………………40 圖3-3-2 溫度285 K 之磁鬆弛實驗………………………………….41 圖3-3-3 溫度270 K 之磁鬆弛實驗………………………………….41 表3-5 圖3-3-4 〜圖3-3-8 實驗條件列表…………………………42 圖3-3-4 〜圖3-3-8 各種實驗條件㆘的磁鬆弛實驗…………….43 〜47 圖3-3-9 衰減因子β 對磁場的關係圖………………………………...49 圖3-3-10 衰減因子β 對tw 的關係圖……………………………….…50 圖3-3-11 特徵鬆弛時間t0 對停留時間tw 的關係圖…………………51 圖3-3-12 特徵鬆弛時間t0 對磁場的關係圖…………………………52

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