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新122-層狀銥鈀摻雜鍺鍶化合物系統與 11-層狀銥鈀摻雜鍺化合物系統之超導性變化

中文摘要 新122-層狀化合物SrIr2Ge2具有BaFe2As2之體心四方晶系結構(空間群I4/mmm)，其觀察到超導相轉變之最高溫度Tc為5.2 K，此溫度比同結構SrPd2Ge2的3.2 K高，卻比不穩定SrPt2Ge2的10.2 K低 [1]。由於在體心四方晶系結構中部分的Ir/Ge是無序的與非超導122-單斜相(空間群P21, a < b, β > 90o)的出現，使得準三元化合物Sr(Ir1-xPdx)2Ge2系統的Tc變化是複雜的。相轉變溫度從SrIr2Ge2的5.2 K平穩地降到2.8 K 於x = 0.6，並漸漸地增加到3.2 K於SrPd2Ge2。另外，11-正交晶系中層狀結構(Ir1-xPdx)Ge系統(空間群Pnma)，相轉變溫度從IrGe的4.8 K，降至4K與x = 0.1，最後低於2 K在x大於0.5時；而根據文獻，PdGe之超導相轉變溫度低於0.35 K [2]。在有序的層狀化合物SrIr2Ge2高Tc是來自於沿c軸的正四面體IrGe4產生的晶格場擠壓與122-體心四方晶系的準二維層狀Ir-Ge-Ir層5dxz,yz-4p-5dxz,yz耦合與自旋軌道交互作用。

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X光非均向性共振多光動力繞射

本論文主要探討主體為晶體與入射光的能量介於X光頻率波段並假設X光在晶體裡是呈彈性散射， 本論文主要分成兩個部分： 第一個主部分是最主要的部份，旨在探討在共振繞射下，將結構因子以張量形式帶入動力繞射計算DAFS與多光繞射，並與FDMNES的DAFS做比較以確定此演算法的正確性，之後再以理論計算出來的多光繞射圖與對實驗上的多光繞射做比較．這個部分的程式是以MATLAB撰寫，撰寫版本為MATLAB R2012a． 第二個部分則是關於繞射儀SPEC系統下的虛擬馬達巨集(Pseudo Motor Macros)，此巨集的最基本功能是以同時移動Theta, Chi, Phia達來達到對載台執行任意方向上的旋轉之目的，而由此基本功能衍生應用，可以進而解決在無法調平的情況下，對樣品執行Renninger Scan．這個部分的巨集程式是以繞射儀軟體SPEC撰寫，SPEC的操作版本是Release 5． 附錄則是對於前兩個部份的程式說明與教學．

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Universal scaling of extinction time in a cyclic-competing ecosystem

在這篇論文中，利用電腦模擬分析，我們研究懲罰輕重如何影響剪刀石頭布系統的穩定性。我們發現，依不同輕重的的懲處，系統喪失多樣性的平均時間隨著系統人口變化有很不一樣的趨勢。臨界的懲處值為該遊戲總得失為零的情況，重懲處的系統傾向不穩定，懲罰越重多樣性越快喪失，而輕懲處的系統多樣性保存時間與系統大小呈指數關係，所以在合理生物時間內，可以看作是穩定的生態系統。最後，我們呈現了一個可以同時描述這兩種不同趨勢的相的方程式。

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大氣電漿束之電漿特性與應用之研究

本研究利用大氣電漿系統研究操作頻率對電漿特性的影響、氣流對薄膜沉積和電漿分佈的影響、沉積有機矽薄膜以及藉由調整薄膜特性達到控制液晶分子預傾角的目的。 　　本研究在增加操作頻率下，觀察到以下幾種電漿特性變化：(1)電漿的崩潰電壓從256 V降低至204 V、(2)維持α模式放電的最高電漿密度從0.798×〖10〗^12 〖cm〗^(-3)上升至2.218×〖10〗^12 〖cm〗^(-3)以及電流從0.125 A提高至0.224 A、(3)放電模式轉換前的鞘層厚度從0.348 mm減少為0.257 mm、(4)電漿功率為25 W時電子激發溫度從0.535 ev降為0.316 ev。 　　本實驗在研究過程中，發現當進氣量為5 slm時，氣流分佈不均勻，進而導致薄膜厚度的不均勻分佈。藉由改變風刀結構來改善氣流分佈的均勻性，可使薄膜厚度均勻分佈在基材上，由於薄膜沉積的均勻性和電漿密度分佈有關，因此可判斷氣流分佈對電漿密度分佈有重大的影響。 　　本實驗使用大氣電漿源與有機矽化合物HMDSO沉積有機矽膜，藉由控制製程參數可調整薄膜結構與物理特性，實驗中發現HMDSO薄膜的主要結構為Si–CH3和Si–O–Si，提高分子平均能量可使薄膜結構偏向Si–O–Si；反之則偏向Si–CH3。Si–CH3為非極性分子，其結構較脆弱且較容易被破壞；Si–O–Si為極性分子，其結構較為堅固不易被破壞。當Si–O–Si的含量比例較高時，薄膜具有較高的表面能，可達68 mJ/m2，親水性質較明顯，表面硬度比較高，可達到5H；若是Si–CH3的含量比例較高，薄膜具有較低的表面能，可低至25 mJ/m2，疏水性質較明顯。 　　本實驗藉由控制薄膜的表面能，達到控制液晶分子預傾角的目的。實驗結果顯示預傾角角度會隨著薄膜的表面能改變，當表面能低於34 mJ/m2時，預傾角角度趨近於90o，當表面能高於60 mJ/m2時，預傾角角度趨近於0o，由此可知，欲控制預傾角，表面能的範圍必須控制在34~60 mJ/m2。

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鍺的共振多光繞射與共振相位之研究

共振X光繞射，是利用入射光能量在鍺的K 吸收邊附近時，造成的異常色散 效應來研究電子與原子結構的方式。由於一般在收X光強度時，收到的強度只與 結構因子的絕對值平方有關，因此散失了相位的資訊，而本實驗則是利用X光複 繞射的方法，藉由主繞射(primary)與耦合(coupling)兩道光互相干涉的結果，得到相位的訊息。 而由實驗可看出，當入射光能量接近鍺的K 吸收邊時，繞射峰的圖形產生變 化，這就代表了相位的確有改變。但是由於擬合時所採用的非對稱羅倫茲方程式 是將動力項與靜力項的參數綁在一起，所以當靜力項太大時，即會造成動力項的 效應被蓋掉，導致遠離吸收邊時，擬合出的相位並非接近0 或180 。而後雖然採 用將動力項與靜力項分開的方法，但是由於參數間的自由度太高，導致擬合的結 果太過人為，可信度不足。

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超冷銣原子的磁轉移

在本實驗中，我們將85Rb原子團由磁光陷阱移動到具有更高真空度的區域(science cell)，藉此提高原子生命週期；而我們移動原子的技術稱為磁轉移(magnetic transport)。在實驗中，我們量測了磁陷阱中原子的數量、密度以及溫度。 　　在實驗中我們利用Magnetic quadrupole trap成功的捕捉並移動原子，利用螢光法以及吸收影像法來量測並分析此原子團。最終我們在磁光陷阱中捕捉了約1.6×108個85Rb(5S1/2, F=2)原子，並且loading約27%的原子到磁陷阱中，之後我們再將約89.5%的原子由磁陷阱移動到science cell，最終我們在science cell中可得到約3.85×107個銣原子，相當於磁光陷阱中原子數量的24%。 經由量測，磁陷阱中的原子在較低真空度的區域中生命週期約2.2秒，而經由磁轉移到science cell後，原子的生命週期約20秒。

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利用珠鏈模擬長鏈分子在束縛狀態下的動態統計性質探討

摘要 珠鍊在通道中作布朗運動的觀測過程，我們追蹤所定位的珠子確切位置並可確切分析內部擷取的資訊：珠鏈前後端點距離、利用前後端點距離所求得鬆弛時間和擴散係數等，珠鏈處於通道內的特性與文獻 [1][2][3][4]所提在Odijk 區間下的行為進行比較；對於前後端點平均距離與前後端點距離的方均根σ成0.5次方關係，而針對文獻 [1]所定義前方常數的型式加以驗證，所得結果相干長度ξ_p 為2.4公分與實際量測值2.6公分接近；並且文獻 [1]中：所提出以王和高的觀點加以推導出自由能量的型式：F/(k_B T)=A/(L-x)-Bx，第一項與文獻 [3]提出處於束縛狀態下的自由能量型式相同；而第二項為分子會自然伸縮所造成的等效力量型式；進而能推導出前後端點距離的機率分布方程式；由於我們所使用珠鏈處於通道內的狀態與自由能型式兩項意義相符，所以得到前後端點距離的機率分布，能以文獻 [1]所推得前後端點距離的機率分布方程式進行擬合，並加以驗證方程式定義的常數型式：在機率分布方程式中，我們所得：常數A結果與原始長度L成1.95次方關係，常數B與通道大小Dav 成 -0.8次方關係；而平均前後端點距離對通道大小的關係 [3][8]提及為2/3次方關係，我們實驗所得結果成1次方關係；珠鍊的鬆弛時間 [3]：實驗結果鬆弛時間τ對於原始長度L會因處於不同通道大小下而產生改變，在通道寬度≤10.5公釐時，τ對L成0.8次方關係；在通道寬度>10.5公釐時，τ對L成2次方關係；而內部擷取為65顆τ對通道大小Dav 成2次方關係；擴散係數：內部擷取所得質心以MSD方法求得擴散係數Ddiffusion ，求得擴散係數與擷取珠鏈數目N大致成 -0.68次方關係，除了珠鏈處於5公釐下的擴散係數與擷取珠鏈數目N成 -0.4次方關係，可能由於在5公釐通道束縛下造成接近一維的運動導致；最後，量測珠鍊在通道內的黏滯係數ζ，由史托克斯-愛因斯坦關係式回推計算愛因斯坦關係式D_diffusion/(〖μk〗_B T) 所得常數C，我們所得常數C數值在不同通道下約在1~2之間；此結果符合愛因斯坦關係式。

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Modification of Iron d-orbitals in Superconducting FeSe Crystal - by Raman Spectra Study

在此論文中，我們利用拉曼光譜研究硒化鐵在不同溫度下，從低頻率的聲子 訊號到高頻 (2000 cm-1) 電子躍遷的光譜變化。在130 cm-1 左右的聲子頻率在硒化鐵結構轉變溫度(~ 90 K)以上迅速下降，聲子訊號在181 cm-1 左右的半高寬也在這個溫度以上漸漸變寬。在高頻的部分，我們發現了電子軌域分裂的現象。從電子拉曼散射的訊號中，1519 cm-1 的訊號在130 K 以下會分裂成1517 cm-1 和1543 cm-1 兩個訊號，而這兩個訊號為鐵的電子拉曼散射從dzx/dyz 到dx2-y2 軌域的訊號，其能量差隨著溫度降低而逐漸變小。這個結果顯示出在130 K 左右，鐵的dzx 和dyz 軌域會分裂，隨著溫度降低這兩個軌域漸漸靠近而達成平衡。此外，另一個有趣的現象是1004 cm-1 的訊號在130 K 以下才會出現。而超快光學在硒化鐵的研究上也指出在130 K 左右會有一個能隙出現，符合我們的實驗結果，顯示出電子軌域重新排列的溫度高於結構轉變的溫度。我們以3 %的銅取代部分鐵原子，產生沒有超導性也無結構轉變的銅硒化鐵來做比較。從拉曼光譜的結果顯示，銅硒化鐵在高頻沒有電子拉曼散射的訊號，顯示其電子軌域沒有分裂。從我們的實驗結果顯示出，電子軌域的重新排列在研究鐵基超導體的超導機制上為一個重要關鍵。

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The Study of Ring Structures in Galaxies

在本論文中，我們研究經由星系碰撞所產生的軸對稱和非軸對稱環狀星系的形成及演化。經由多體模擬，我們發現環狀星系可能是經由矮星系和盤狀星系的正面碰撞和非正面碰撞所產生。當矮星系及盤狀星系的相對速度較小時，或矮星系的質量較重時，可以形成密度反差(density contrast)較高的環。此外，當矮星系及盤狀星系碰撞的傾斜角(inclination angle)較大時，可以產生離心率較大的環；當兩星系的碰撞參數(impact parameter)較大時，盤狀星系的中心較易偏移。之後，我們研究環的徑向速度及方位速度。我們發現，當矮星系的質量較大時，會導致環的徑向速度較大。當矮星系及盤狀星系碰撞的傾斜角較大時，則會降低環的平均方位速度，並增加徑向速度及方位速度在環上的變化量。此外，當兩星系的碰撞參數較大時，也會增加環上徑向速度的變化量。最後，我們研究氣體在星系NGC 4911 和NGC 4921 的分佈。從兩星系氣體HI 和CO 的分佈，我們猜測這兩個星系可能在星系團中經歷過衝壓力(ram pressure)或是星系之間的交互作用。

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4G頻段夾心帶線型環行器研製

摘要 本論文目的是建立一套標準的4G頻帶夾心帶線型環行器設計流程， 中心頻鎖定為4G頻帶中的0.9GHz。本文先探討電磁波在鐵氧體 中的非互異性質以及損耗特性幫助我們選擇適合的設計磁場。再來進 行雙Ｙ結理論的運算來決定帶線的形狀和鐵氧體的尺寸，最後再利用 HFSS（High Frequency Structure Simulator）進行結構優化。 設計好的環行器經過加工後，使用PNA向量網路來測量它的傳輸特性 。我們使用電磁鐵和永久磁鐵作為外加磁場。環行器的操作頻 帶為 872 MHz 至 928 MHz (6.22%) Insertion loss 大於-0.3 dB Reflection和Isolation小於-20 dB。