以低溫掃描穿隧顯微術研究2H-NbSe□單晶之電荷密度波狀態

Abstract

本論文的主要目的是利用低溫掃描穿隧式顯微鏡(LTSTM) 來觀察不同溫度下 (5K∼ 34K)之 2H-NbSe□單晶表面的charge density wave (CDW) 狀態。近來，掃描穿隧 式顯微儀(STM) 開始發展，由於它具有原子尺度的高解析能力，因此已成為研究表 面科學的重要工具。掃描穿隧式顯微儀的工作原理是利用一掃描探針和相距幾個Ａ 左右的待測樣品之間的穿隧電流之變化來獲得樣品表面的影像，因為穿隧電流的大 小正比於樣品表面之費米能階的狀態密度 (local density of states)，因此掃描 穿隧式顯微儀可用來偵測 2H-NbSe□單晶表面的charge density wave 狀態。 在研究CDW 的方式中，亦有利用中子繞射，電子繞射等方法來分析，其結果發現2H -BbSe□ 單晶在約35K 以下時會形成 incommensurate 的CDW 狀態。STM 不僅可量 測CDW 狀態的存在，同時可直接觀察原子尺度的CDW 結構，例如在液氦溫度時可觀 察到３a□×３a□的六方CDW 結構及表面原子結構。另外，我們亦可觀察到CDW 影 像中的缺陷結構。當溫度升高到約34K 左右時，我們發現CDW 狀態將會消失。