學位論文
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Item (A’1/3A”2/3)1/2Ti1/2O2 (A’:Mg, Ni, Zn; A”:Nb, Ta)微波陶瓷材料之拉曼光譜與延伸x光吸收精細結構分析(2008) 楊紹瑋; Shau-Wei Yang本文利用拉曼散射、X光繞射和延伸X光精細結構光譜（EXAFS）等光學方法來測量擁有金紅石(rutile)結構的(A’1/3A”2/3)1/2Ti1/2O2樣品（A’: Mg, Ni, Zn; A”: Nb, Ta）中氧八面體結構與其微波性質的關連性。藉由改變不同的A’及A”的原子，品質因子和介電常數都有顯著的變化。在此，我們將我們的樣品分成兩組：一組為(A’1/3Nb2/3)1/2Ti1/2O2，(A’: Mg, Ni, Zn)；另一組為(A’1/3Ta2/3)1/2Ti1/2O2，(A’: Mg, Ni, Zn)。 從EXAFS的分析可以發現：不同的A’原子，其Ti-O鍵長（即氧八面體體積）會產生不同的變化，而且散射中心到相鄰單位晶格中心的距離(即c軸長度)對於介電常數有著非常大的影響。在拉曼部份，我們比對了1倍及具有奈米結構的金紅石拉曼圖形，發現到我們的拉曼實驗數據較為接近奈米結構的金紅石，這也就是說我們的樣品具有奈米結構的特性。此外，與氧原子相關的拉曼振動模基本上會隨著A’原子的重量增加而產生紅移。透過理論的計算所得到的頻率變化趨勢，與我們分析得到的頻率變化趨勢相同，且都與介電常數有關－氧八面體結構越緊密，介電常數越小；另外透過比對與氧原子相關的拉曼振動模峰值的半高寬與品質因子，我們得到了半高寬越小品質因子越好的結果。從拉曼散射和延伸X光精細結構光譜實驗都顯示本文材料的微波特性與氧八面體微觀結構直接相關。Item xLa(Mg1/2Sn1/2)O3-(1-x)La(Mg1/2Ti1/2)O3微波陶瓷材料之拉曼光譜與延伸x光吸收精細結構分析(2007) 余承遠; Cheng Yuan Yu本文利用拉曼散射、X光繞射和延伸X光精細結構吸收譜等光學方法來測量1：1結構A(B’1/2B”1/2)O3陶瓷家族中x La(Mg1/2Sn1/2)O3-(1-x) La(Mg1/2Ti1/2)O3鈣鈦礦陶瓷中氧八面體結構與其微波性質的關連性。這系列樣品共有五個，x代表錫原子的濃度，從0、0.25、0.5、0.75到1。在不同濃度的錫原子摻雜，Q×f值跟隨改變，隨著錫原子濃度的上升，介電係數下降。從X光吸收譜可以很明確知道錫原子是取代鈦原子的晶格位置，由於錫原子離子半徑較鈦原子大，所以當錫原子掺雜濃度越多時，錫與氧的鍵長增加，驗證氧八面體體積隨著錫原子濃度上升而增加，而在A位置的鑭原子與氧原子的鍵長隨著錫濃度之增加而減少，也就是鑭與氧形成的LaO8體積減少。從拉曼實驗顯示高頻部份與A1g(O)振動類似的振動模有聲子頻率紅移的現象，這也證明了錫與氧的鍵長增加，氧八面體體積增加，但是摻雜的錫原子較重使得氧八面體內部密度變大，造成介電常數減少。另一方面，部分鑭跟氧振動有聲子頻率藍移的現象，是與鑭原子形成之氧LaO8體積變小有關。Q×f值與聲子半寬度成反比，並且在錫原子與鈦原子掺雜比例相同為1：1時為最低，波的傳遞最差。從拉曼實驗及X光吸收譜實驗都顯示本文材料的微波特性與氧八面體微觀結構直接相關。Item 鎵石榴石微波陶瓷的延伸X光吸收精細結構與拉曼光譜研究(2007) 呂杰翰; Chieh Han Lu本文以延伸x光精細結構光譜(Extended X-ray absorption fine structure)與拉曼散射光譜(Raman spectrum)對Re3Ga5O12 Gallium Garnet陶瓷的微波特性相關性質進行研究，其中A-site元素由不同的稀土族元素所置換，分別為Nd, Sm, Eu, Dy，在X光精細結構光譜的研究中，可發現鎵多面體的相對大小與晶體的介電常數(Dielectric constant)有關；而由對拉曼光譜的分析，可歸納出聲子的半高寬與品質因子（Quality factor）間的關連性，當聲子半高寬較小時，表示晶體的結晶性良好，晶體的振動因而能與外加電磁波的頻率一致（coherent）。關連不同原子結構的聲子性質亦被分析，與A-site結構相關的聲子頻率較高時，表示A-site氧十二面體的體積較小，而鎵多面體的相對體積較大，介電性質的變化被發現與多面體間的相對體積變化有關。 在摻雜TiO2共同燒結的Sm-Garnet微波特性研究中，我們同樣利用EXAFS與拉曼光譜進行分析，結果顯示，Garnet結構並沒有顯著的改變，而在晶粒的邊界中存在有Ga2O3以及鈦原子相關的化合物，這些二次相的出現降低了邊界的電磁波反射，改善了微波特性。Item A(B’1/3B”2/3)O3介電陶瓷之微觀結構與微波特質關聯性研究(2006) 陳美瑜; Mei-Yu Chen本文利用拉曼散射、X光繞射和延伸X光吸收譜等光學方法來測量A(B’1/3B”2/3)O3鈣鈦礦陶瓷中氧八面體結構、 1：2有序結構與其微波性質的關連性。樣品共有三組，第一組樣品為不同燒結條件的Ba(Mg1/3Ta2/3)O3。此組樣品皆為Q×f值非常高的樣品，X光繞射分析發現1：2有序程度高其Q×f值越高。此組Ba(Mg1/3Ta2/3)O3樣品的微觀結構非常相近，氧八面體體積差異無法由拉曼散射和X光吸收實驗解析。第二組樣品為鎳掺雜之Ba(Mg1/3Ta2/3)O3，即xBa(Ni1/3Ta2/3)O3 +(1-x)Ba(Mg1/3Ta2/3)O3 (x=0~0.03)。X光吸收譜可以很明確知道鎳原子是取代鎂原子的晶格位置，而當鎳掺雜濃度越多時，氧八面體越緊密，此時介電常數也隨之減小；且鎳掺雜的越多，1：2有序結構被破壞的程度愈高，Q×f值也隨之降低。第三組樣品是燒結溫度介於1350~1550oC的五個Ba(Co1/3Nb2/3)O3陶瓷樣品。當燒結溫度為1400oC時，實驗發現Ba(Co1/3Nb2/3)O3具有最小的介電常數和最大的Q×f值。此樣品的氧八面體也最緊密、1：2有序程度也最好。燒結溫度高於1400oC之樣品，介電常數開始變大、Q×f值變小，且氧八面體結構開始鬆散、1：2有序程度變差。實驗顯示燒結條件會強烈的影響到晶體內氧八面體結構與1：2有序程度，其微波特性與氧八面體微觀結構直接相關。