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研究生: 李國銘
Kuo-Ming Lee
論文名稱: 利用脈衝雷射與兆赫波來研究鑭鍶錳氧化合物的動力行為
Dynamics responses of LSMO probed with optical and Terahertz pulse
指導教授: 齊正中
Cheng-Chung Chi
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電機資訊學院 - 光電工程研究所
Institute of Photonics Technologies
論文出版年: 2006
畢業學年度: 94
語文別: 中文
論文頁數: 87
中文關鍵詞: 兆赫波時域光譜超巨磁阻載子動力學
外文關鍵詞: THz time domain spectroscopy, colossal magnetoresistance, carrier dynamics
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  • 本論文主要是研究超巨磁阻薄膜( La0.7Sr0.3MnO3,一般簡稱LSMO )在不同溫度下的光學性質與載子行為。實驗主要分為兩大部分,第一部份是利用兆赫波頻譜量測技術與薄膜穿透頻譜分析模型來研究超巨磁阻薄膜在不同溫度狀態下的光學常數( ex.折射率、吸收係數,介電常數 ),同時由Drude Model來求出薄膜的電導率。這部份的實驗結果我們可以分析出超巨磁阻薄膜折射率值在兆赫波波段內(0.1~ 1.8 THz)都约在15~65的範圍。第二部份主要是是針對超巨磁阻薄膜的非平衡動力學行為做理論與實驗上的分析,就理論方面我們是採用三溫模型(Three temperature model)來分析實驗結果,而在這部份的實驗中我們採用了兩種量測技術,分別是時間解析激發-探測反射光量測方式(Time-resolved photoreflecitivity,簡稱PR)與光激發-兆赫波探測穿透量測方式(optical pump-THz probe,OPTP),在PR的實驗結果中我們解析出了五個階段的鬆弛時間(relaxation time),同樣地,從OPTP的變溫實驗結果中亦得到了相似的載子暫態反應行為。


    In the thesis, we have investigated the carrier dynamics in films of colossal magnetoresistance (CMR ,La0.7Sr0.3MnO3) .First ,we have measured the transmission THz time domain spectroscopy to obtain index of refract、power absorption,dielectric constant of the CMR film and then used Drude Model to estimate conductivity of the film. From these data, the index of refract of colossal magnetoresistance film in THz range (0.1~ 1.8 THz)is determined in the range of 15~65 .
    To understand the dynamic behaviors , we have measured time-resolved photoreflecitivity (PR) and optical pump-THz probe (OPTP) of the film .By using three temperature model to analysis these results , we can obtain the dynamics process of electron-electron interactions、electron-lattice interactions and spin-lattice interactions .From these PR data, we find five relaxation times and we can explain three of them . Similarly, from these OPTP datum we observe similar phenomenon.

    摘 要 ...........................................i Abstract ...........................................ii 致謝辭 ............................................iii 目 錄 第一章 簡介...............................................1 1-1 研究動機..............................................1 1-2 兆赫波量測技術........................................1 1-3 光激發-兆赫波探測在巨磁阻的研究.......................3 第二章 理論基礎...........................................5 2-1 物質的磁性理論 ....................................5 2-2磁性材料的簡介 ...................................6 2-2.1 鑭錳氧化合物 ...................................6 2-2.2 Double-Exchange 效應................................9 2-2.3 Jahn-Teller distortion.............................10 2-3樣品備製..............................................11 第三章 實驗理論..........................................17 3-1 光整流機制...........................................17 3-2電光取樣技術..........................................20 3-2.1電光效應............................................20 3-2.2 電光調製...........................................26 3-3 薄膜性質的理論計算[13、27]...........................28 3-4 超巨磁阻薄膜鬆弛時間(relaxation time)的計算方式......33 第四章 實驗系統與架設....................................39 4-1雷射系統..............................................39 4-2短脈衝光源檢測系統....................................40 4-3 降低水氣及利用拋物面鏡聚焦THz電磁脈衝................42 4-4 時間解析激發-探測技術原理與偵測系統..................43 第五章 實驗結果與討論....................................52 5-1 自由空間兆赫波量測結果...............................52 5-2 La0.7Sr0.3MnO3的兆赫波頻譜分析與結果.................53 5-3 La0.7Sr0.3MnO3 (LSMO) 時間解析激發-探測反射光量測....54 5-4 光激發-兆赫波探測穿透量測結果........................55 第六章 結論與未來展望....................................84 參考文獻.................................................86

    [1] Zhinping Jiang, F. G. Sun, and X.C.Zhang,”Spatio- temporal Imaging of THz Pulse” ,IEEE (1998)
    [2] G.Mourou et al., Appl. Phys. Lett., 39, 295(1981)
    [3] Ch.Fattinger, D.Grischkowsky, Appl. Phys. Lett., 53, 1480(1988)
    [4] Rice A., Jin Y., Zhang X.C.,et al., Appl. Phys. Lett., 64, 1324(1994)
    [5] Zhang X.C.,and Auston,D.H., J. Appl. Phys.,71, 326(1992)
    [6] X.C.Zhang, Y. Jin, T. D. Hewitt, and T. Sangsir, Appl. Phys. Lett. 62 ,2003(1993)
    [7] N.Sarukura, H.Othtake, S.Izumida, and Z.Liu, J. Appl. phys., 84 ,
    654(1998)
    [8] X.C. Zhang,Perspectives in Optoelectronics, Ed. By Sudhanshu S. Jha, Would Scientific, chapter 3(1995)
    [9] D.Some and Arto V. Nurmikko, Phys. Rev. B 53, R 13295
    [10] Hideyuki Ohtake, shingo Ono, Masahiro Sakai, Zhenlin Liu, Takeyo Tsukamoto, and Nobuhiko Sarikura, Appl. Phys. Lett. , 76 , 1398( 2000)
    [11] J.T. Kindt , C.A. Schmuttenmaer, J. Phys Chem., 100(24), 10373(1996)
    [12] D.M. Mittleman, R.H. Jacobsen, R. Neelamani, R.G. Baraniuk and M.C. Nuss, Appl. Phys. B-Lasers and optics, 67(3), 379(1998)
    [13] Zhiping Jiang, Ming Li, X.C.Zhang, Appl. Phys. Lett , 76 , 3221( 2000)
    [14] Andreas J. Appl. Phys. ,83 ,1789(1998)
    [15] J.S.Dodge, A.B.Schumacher, J.Y.Bigot ,D.S.Chemla , Phys. Rev. Lett.,76 ,4250(1996)
    [16] Ahmed I. Lobad, Richard D. Averitt, ChuheeKwon, A. J.Taylor ,Appl. Phys. Lett. , 77(24),4025(2000)
    [17] R.D.Averitt, A.I. Lobad, C.Kwon, S.A.Trugman, V.K.Thorsmolle,
    A.J.Taylor, Phys. Rev. Lett. , 87, 017401(2001)
    [18] A.J.Taylor ,R.D.Averitt, J.Demsar,A.I. Lobad, J.L. Sarrao, S.A.Trugman, PhysicalA B 312, 640(2002)
    [19] 固態物理導論中譯本(introduction to solid state physics ,Kittel ),高立,第七版,Chapter14~15
    [20] C.Zener, Phys. Rev. , 82, 403(1951)
    [21] R.M.Helmholt , J.Wecker , Phys. Rev. Lett. ,71,2331 (1993)
    [22] S.Jin ,Science , 264 ,413(1994)
    [23] A.J.Millis, Nature , 392 ,12(1998)
    [24] 何信佳,國立清華大學博士論文,物理系,民國九十三年六月
    [25] S.V.Chckalin et al, Phys. Rev. Lett. ,27,3860 (1991)
    [26] 徐國謙,國立清華大學碩士論文,物理研究所,民國九十二年七月
    [27] 謝柏光,國立清華大學碩士論文,物理研究所,民國九十三年七月
    [28] R.D.Averitt , A.J.Taylor , J.Phys.:Condens.Matter ,14,R1357(2002)
    [29] T.Kise , T. Ogasawara ,M. Ashida, Y.Tomioka , M.Kuwata-Gonokami , Phys. Rev. Lett. , 85 , 1986(2000)

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