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博碩士論文 etd-0611113-155622 詳細資訊
Title page for etd-0611113-155622
論文名稱
Title
利用掃描穿隧能譜探討鐵電(鐵酸鉍)與超導(釔鋇銅氧)之異質介面電子特性
Scanning tunneling spectroscopy investigation of the interfacial electronic properties across ferroelectric/superconductor BiFeO3/YBa2Cu3O7-x hetero-system
系所名稱
Department
畢業學年期
Year, semester
語文別
Language
學位類別
Degree
頁數
Number of pages
58
研究生
Author
指導教授
Advisor
召集委員
Convenor
口試委員
Advisory Committee
口試日期
Date of Exam
2013-06-21
繳交日期
Date of Submission
2013-07-12
關鍵字
Keywords
釔鋇銅氧、鐵酸鉍、掃描穿隧顯微鏡、掃描穿隧能譜、極化
polarization, YBa2Cu3O7-x, BiFeO3, Scanning tunneling spectroscopy, Scanning tunneling microscopy
統計
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中文摘要
這個研究工作主要利用剖面式掃描穿隧顯微鏡與掃描穿隧能譜,探討鐵電材料(鐵酸鉍)與超導體材料(釔鋇銅氧)之異質介面電子特性,如何受鐵電材料(鐵酸鉍)的極化方向之不同所影響。
實驗結果顯示,鐵電材料(鐵酸鉍)的極化方向之改變會影響:(1)鐵酸鉍/釔鋇銅氧介面處,釔鋇銅氧的載子濃度,(2)釔鋇銅氧的超導臨界溫度,以及(3)釔鋇銅氧於正常態時的電阻。
Abstract
This work applies cross-sectional scanning tunneling microscopy and spectroscopy (XSTM/S) to investigate the influence of the ferroelectric polarization on the interfacial electronic properties at the ferroelectric/superconductor (BiFeO3/ YBa2Cu3O7-x) hetero-system.
Results indicate that the direction of the polarization induces the changes of the carrier concentration in YBa2Cu3O7-x at the BiFeO3/YBa2Cu3O7-x interface, critical temperature, and the normal state resistance in YBa2Cu3O7-x of this type of ferroelectric/superconductor hetero-structured systems.
目次 Table of Contents
摘要 i
Abstract ii
致謝 iii
目錄 iv
圖目錄 viii
第一章 緒論 1
1-1簡介 1
1-1.1異質結構的介面特性 1
1-2 鐵電材料鐵酸鉍 2
1-3 高溫超導體釔鋇銅氧 4
1-3.1 釔鋇銅氧之結構與簡介 4
1-3.2 釔鋇銅氧之傳輸機制 5
1-4 鐵電(鐵酸鉍)/高溫超導體(釔鋇銅氧)異質結構 6
1-5 研究動機 8
第二章 實驗原理 9
2-1 量子穿隧效應(Tunneling effect)[19] 9
2-2 穿隧電流(Tunneling current) 11
2-3區域能態密度(Local density of state,LDOS) 12
2-4 掃描穿隧顯微鏡(Scanning Tunneling Microscopy,STM)之基本介紹與原理 13
2-5 掃描穿隧能譜 (Scanning Tunneling Spectroscopy,STS) 之基本原理 15
2-6 掃描穿隧顯微鏡的掃描模式 17
第三章 實驗儀器與步驟 19
3-1實驗儀器介紹 19
3-2實驗步驟 20
3-3 超高真空系統 21
3-3.1 真空幫浦 22
3-3.2 烘烤腔體 24
3-3.3 逸氣(outgas) 24
3-3.4 真空計 24
3-4 STM掃描系統 26
3-4.1掃描器(scanner) 26
3-4.2 步進器(stepper) 26
3-4.3 樣品座 27
3-4.4 避震器 27
3-5探針製作 28
第四章 實驗結果與討論 29
4-1 概論 29
4-2實驗樣品資訊 30
4-3壓電力顯微鏡(Piezoresponse Force Microscope,PFM)的實驗結果 31
4-4剖面式掃描穿隧顯微鏡(Cross-section Scanning tunneling microscopy,XSTM)的實驗結果 32
4-4.1 樣品之形貌與電性 32
4-4.2 Pup樣品之介面載子濃度的分析 34
4-4.3 Pup樣品之能帶結構與電流影像穿隧能譜的分析 36
4-4.4 Pup樣品之超導臨界溫度分析 37
4-4.5 Pdown樣品之介面載子濃度的分析 38
4-4.6 Pup樣品之能帶結構與電流影像穿隧能譜的分析 39
4-4.7 Pdown樣品之超導臨界溫度分析 40
4-4.8 Pup/Pdown的樣品造成釔鋇銅氧正常態時電阻差異分析 41
第五章 結論 42
第六章 參考資料 43
參考文獻 References
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