Abstract
一. 實驗目的 : 以Co及Al替代YBa2Cu3O6+y中的Cu離子使其形成 Underdoped的狀態, 去研究Spin Gap的機制. 二. 方法 : 對YBa2(Cu1-xMx)3O6+y(M=Co、Al)系統的足氧及缺氧的品, 分別量測R(T)及M(T)曲線, 去定出R(T)線性偏離點Ts, 及log10M(log10T)的反則點TSQ, 再比較Ts和TSQ與載流子 濃度的關係, 希望能藉以探討自旋能隙(Spin Gap)的機 制. 三. 結果 : 在有關YBa2(Cu1-xMx)3O6+y摻Co、Al的研究工作裡得到下列幾個結果 : 1. 在TGA的實驗裡可以發現在相同的溫度下氧壓越小越有利於樣品脫氧, 而在400mmHg氧壓不同溫度下越高溫越不利於脫氧. 2. 在未趕氧的樣品中Tc 隨著摻雜濃度增加而下降, 趕氧的樣品Tc隨著氧濃度降低而下降. YBCO的系統Tc和載流子濃度存在一定的關係, 而上述兩類樣品都使載流子濃度下降因此Tc也跟著下降. 3. 在YBa2(Cu1-xMx)3O6+y摻Co、Al 的M(T)曲線對M及T分別取log10的結果 : Ⅰ.摻Co的樣品的磁化強度隨著摻雜濃度增加而增加, 因此 帶磁性的Co摻雜進CuO鏈後仍具磁性且其磁性大於Cu 所以摻Co樣品滿足居里-外斯定律. Ⅱ.摻Al的樣品中很明顯的磁化強度和溫度之間存在一很弱 的關係, 並不滿足居里-外斯定律, 且在偏離點TSQ之下上 偏折, 也並非是RVB圖象裡的自旋子配對應該產生的結果, 因此也無法以RVB圖象來解釋它 . 4. 自旋能隙不單只和載流子濃度有關, CuO鏈會影響自旋能隙, 在缺氧狀況下CuO鏈會和摻雜的離子產生作用而使Ts和載 流子的關係產生一平台的結果, 且摻雜濃度較高會使Ts較 高, 也就是說在平台範圍裡相同載流子濃度下摻雜濃度較高 Ts也會較高. 此一結果並不滿足Nagaosa 和 Lee的平均場 相圖裡Ts隨著載流子濃度增加而降低的結果. 5. TSQ和載流子濃度的關係與Ts和載流子之間關係的趨勢是相反的, 因此TSQ並不能代表為自旋能隙溫度. TSQ和Ts之間存在一定關係, 當系統Ts最高時則所得到之TSQ就為最低 .