博碩士論文 87222027 詳細資訊




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姓名 林榮義(Jung-I Lin)  查詢紙本館藏   畢業系所 物理學系
論文名稱 鋰離子電池材料鋰-鎳-氧化合物的結構與磁性研究
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摘要(中) 結構方面,LiNiO2屬於三方晶系R m的層狀結構,經由高解析度中子粉末繞射實驗,透過Rietveld結構精算法,在精算的過程發現此樣品中,在Li原子的位置上大約有14%被Ni原子所佔用,Ni層原子的位置上有4%被Li原子所佔用。所以樣品真正的化學式應為Li0.9Ni1.1O2 。
磁性方面,LiNiO2系統中,學者提到此系統中具可能有自旋玻璃性、超順磁性及長程磁有序等特性。在交流磁化率隨溫度的變化情形,系統在170K脫離Curie-Wise曲線,顯示170K以上為順磁性,在126K發現一磁化率峰值出現。在磁滯曲線實驗上,發現60K以上沒有磁滯現象,而60K以下出現磁滯現象,且溫度越低磁滯區域越大。針對樣品Li0.9Ni1.1O2 做中子磁散射實驗時,分別取得35K、72K、163K和200K的繞射譜圖,35K到200K的溫度範圍內,中子繞射譜圖中並無明顯差別。若比較室溫的中子繞射譜圖與35K的繞射譜圖,發現在散射角2θ為26.3˚、33.4˚、40.1˚、48.4˚和53.6˚出現的繞射波峰應該是磁性所形成的繞射峰。本論文在磁性的研究上將針對系統中是否可能有自旋玻璃性、超順磁性及長程磁有序等特性做一系列的實驗與研究探討。
關鍵字(中) ★ 鋰離子電池材料
★ 交流磁化率
★ 磁滯曲線
★ 中子繞射
★ 鐵磁性
★ 自旋玻璃
★ 超順磁性
關鍵字(英) ★ ferromagnetic
★ susceptibility
★ hysteresis
★ neutron scattering
★ spin glass
★ superparamagnetism
論文目次 第一章 簡 介 …………………………………………………………1
1-1 鋰電池系統之發展過程 …………………………………………1
1-2 LiNiO2及LiNi1-xCoxO2之系統介紹 ……………………………5
1-3 樣品之備製 ………………………………………………………7
參考資料 ………………………………………………………………10
第二章 理論基礎 ……………………………………………………11
2-1 基本特性 ………………………………………………………11
2-2 理論基礎 ………………………………………………………14
2-2.1自旋玻璃 (spin glass)特性 …………………………………14
2-2.2超順磁性 (Superparamagnetism)特性 ……………………17
參考資料 ………………………………………………………………23
第三章 中子核繞射實驗與結構分析 ………………………………24
3-1 中子的基本特性 ………………………………………………24
3-2 高解析度中子粉末繞射儀(BT-1) ……………………………26
3-3 中子和繞射理論 ………………………………………………29
3-4 核繞射結果及晶體結構分析 …………………………………31
參考資料 ………………………………………………………………39
第四章 交流磁化率實驗與分析 ……………………………………40
4-1 交流磁化率原理與儀器裝置 …………………………………40
4-2 實驗數據結果 …………………………………………………45
(1) 激發磁場的頻率對交流磁化率的影響 ………………………47
(2) 交流磁場強度對交流磁化率的影響 …………………………50
(3) 外加直流磁場對交流磁化率的影響 ………………………54
(4) 磁化強度對溫度的關係 ………………………………………57
(5) 磁滯曲線 ………………………………………………………59
參考資料 ………………………………………………………………71
第五章 中子磁繞射實驗結果與分析 ………………………………72
5-1 三軸中子散射儀(BT-9) ………………………………………72
5-2 中子磁繞射理論 ………………………………………………75
5-3 磁散射結果 ……………………………………………………79
參考資料 ………………………………………………………………86
第六章 結論 …………………………………………………………87
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指導教授 李文献(Wen-Hsien Li) 審核日期 2000-6-27
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