高溫超導銪-釔-銅-氧化合物的磁有序及磁鬆弛探討

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劉奕志(Yi-Zh Liu) 查詢紙本館藏

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物理學系

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

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摘要(中)

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。

關鍵字(中)

★ 自旋玻璃
★ 磁鬆弛
★ 交流磁化率
★ X光繞射

關鍵字(英)

★ spin glass
★ magnetization relaxation
★ ac susceptibility
★ X ray
★ droplet model
★ TRM
★ thermoremanent magnetization

論文目次

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

參考文獻

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指導教授

李文献(Wen-Hsien Li)

審核日期

2000-6-23

推文