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研究生: 龔尹煜
論文名稱: 利用X光多光共振繞射比較低溫下La_0.5Sr_1.5MnO_4姜-泰勒形變模式
The Study of Jahn-Tellor Distortion Mode of La_0.5Sr_1.5MnO_4 at Low Temperature Using Multi-Beam Resonant X-Ray Diffraction
指導教授: 張石麟
口試委員: 蘇雲良
黃玉山
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 理學院 - 物理學系
Department of Physics
論文出版年: 2014
畢業學年度: 103
語文別: 中文
論文頁數: 77
中文關鍵詞: 共振繞射多光繞射
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  • La_0.5 Sr_1.5MnO_4在低溫下(230K以下)Mn原子會形成電荷有序排列,以及電子軌域有序排列。此外,晶體會產生姜-泰勒形變。此形變與軌域有序排列在沿著[1 1 0]方向的週期皆是2|a+b|,因此我們有機會利用共振繞射實驗方法量測到 (h/4,h/4,0),h為奇數的繞射。而本研究將入射光能量調控在錳K-edge吸收邊(6.556keV)附近,利用複繞射方式測量以 (h/4,h/4,0)為主繞射面,[1,-1,0]為參考方向的φ掃描(Renninger-scan),並用兩種不同形變型做理論分析。
    本實驗地點在國家同步輻射研究中心(NSRRC)07A光束線完成,量測La_0.5 Sr_1.5MnO_4以主繞射面(3/4,3/4,0)、(5/4,5/4,0)及(7/4,7/4,0)的多光共振繞射,觀察其低溫下姜-泰勒形變模式。實驗上我們有 (h/4,h/4,0)的兩光共振繞射,且其測量到複繞射峰都是Umweganregung type,理論分析上採用兩種形變模式與實驗結果做比較,而兩者計算上的兩光繞射異常精細結構(DAFS)在共振能量附近都有強度增強的共振效應,皆與實驗結果符合。但其中一種模型在複繞射峰的計算上較不符合實驗所觀察到的情況,因此透過分析結果與實驗比較,我們可分辨出低溫下此兩種形變模式何者較符合實驗結果。


    中文摘要…………………………………………………………………………… Ⅰ 英文摘要……………………………………………………………………………Ⅱ 誌謝……………………………………………………………………………… Ⅲ 目錄…………………………………………………………………………………Ⅳ 圖表目錄…………………………………………………………………………… Ⅵ 導論……………………………………………………………………… 1 理論……………………………………………………………………… 3 2.1布拉格繞射定律……………………………………………………… 3 2.1.1 X光兩光繞射………………………………………………… 3 2.1.2 X光多光繞射…………………………………………………… 4 2.2 X光共振繞射…………………………………………………………… 7 2.2.1 湯木森散射……………………………………………………… 7 2.2.2 原子之散射因子………………………………………………… 9 2.2.3 X光異常散射效應……………………………………………… 11 2.2.4 X光異常散射效應之量子力學近似…………………………… 13 2.3 X光動力繞射理論……………………………………………………… 15 2.3.1 X光動力繞射…………………………………………………… 15 2.3.2張量形式動力繞射……………………………………………… 19 2.4 La_0.5 Sr_1.5 MnO_4結構因子計算………………………………………… 22 第三章 實驗儀器、方法與樣品介紹…………………………………………… 28 3.1實驗儀器介紹…………………………………………………………… 28 3.2實驗步驟………………………………………………………………… 29 3.3樣品介紹………………………………………………………………… 31 第四章 實驗數據………………………………………………………………… 34 4.1實驗數據………………………………………………………………… 34 第五章 實驗數據分析…………………………………………………………… 50 5.1姜-泰勒形變(Jahn-Tellor distortion) …………………………… 50 5.2 FDMNES使用方法……………………………………………………… 58 5.3理論分析………………………………………………………………… 63 第六章 結論與改進……………………………………………………………… 75 參考文獻………………………………………………………………………… 76

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    [4] FDMNES資訊可由以下網址下載取得
    http://www.neel.cnrs.fr/fdmnes
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