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    反鐵磁氧化物ACu3Ti4O12、CaMnO3 及Sr2YRuO6之光譜研究
    (2006) 梁高蓁; Kao-Chen Liang
    我們研究反鐵磁氧化物CaCu3Ti4O12 (CCTO)、Na0.5La0.5Cu3Ti4O12 (NLCTO)、Na0.5Bi0.5Cu3Ti4O12 (NBCTO)、CaMnO3 及 Sr2YRuO6 之變溫光譜響應。首先，當用Na 和 La 離子或Na 和Bi 離子取代 Ca 離子時，X光繞射譜顯示NLCTO 和NBCTO 產生侷部晶格扭曲現象，同時，其靜介電常數變小，但CCTO、NLCTO 和NBCTO 樣品的反鐵磁相變溫度仍相近。有趣地是，CCTO的121 cm-1 紅外光聲子在低溫時呈現相對於高溫的紅移現象，並伴隨著線寬和強度的增加，這種異常行為在兩個摻雜樣品中效應變小。我們使用異質(extrinsic)特性的 Internal Barrier Layer Capacitance (IBLC) 效應並結合有效電荷(Born effective charge)的數據來解釋為什麼CCTO有這麼巨大的介電常數和這個介電常數隨溫度變化的行為。我們猜測由於兩個摻雜樣品扭曲的晶格結構破壞了IBLC 機制，所以，兩個摻雜樣品的介電常數比未摻雜的CCTO小很多。其次，CaMnO3 的紅外光外模振動模(～257 cm-1)在接近尼爾溫度(～125 K)，由於自旋和聲子耦合影響，產生紅移的現象，並伴隨著線寬和強度的變化。CaMnO3 的三個電子躍遷吸收峰(～2.11 eV、～3.48 eV及～6.3 eV)，在接近尼爾溫度時，其權重也呈現重新分佈的變化。最後，Sr2YRuO6的紅外光彎曲振動模(350 cm-1)和伸長振動模(545 cm-1)呈現Fano不對稱，同時，隨著溫度降低，在接近弱鐵磁相變(～135 K)時，兩者皆產生不連續藍移的現象，當溫度再降低到尼爾溫度時(～21 K)，其自旋與彎曲振動模耦合強度又再增強。藉由高頻光學電導率的分析，得到庫侖排斥能量約為～2 eV、電荷躍遷能隙約為～2.82 eV，及晶格場分裂能量約為～3.37 eV。