在製備完薄膜樣品之後，首先要先對樣品做些基本的特性分析，
確保樣品的特性與我們的需求是一致的。我們採用分析的儀器有：
X-ray 繞射儀、電阻與溫度特性量測（R-T 量測）來檢驗薄膜之晶格 結構以及傳輸特性。
2.5-1 X-ray 繞射（X-ray diffraction）
利用X-ray 晶格繞射的原理，我們可以檢視所製備薄膜樣品的晶 格結構及軸向。本實驗室的 X-ray 繞射分析儀是 REGAKU 二環式薄 膜繞射儀，其固定樣品基座之垂直軸與 X-ray 入射光之夾角為 θ，且 可調整的，而偵測器可隨著θ 角的轉動作 2θ 角的變動。
2dsinθ =nλ
其中 d 為晶格平面間的距離
θ 為 X-ray 入射光與樣品之間的夾角 λ 為入射光的波長
n 為正整數
根據入射角與反射角的定理，系統入射光角度（θ）可由 0°掃到 45°，偵測器角度（2θ）隋著 θ 的改變而從 0°轉到 90°，再依據偵測器 上接收到的強度（I）對角度（2θ）的關係圖，藉由查表得知薄膜的 軸向性為何。圖2.5-1 為 Y0.7Ca0.3Ba2Cu3O7-δ（001）薄膜 XRD 圖。由 圖中我們可以很清楚的看到，除了我們所預期的軸向信號以外，沒有 其他雜相出現，因此我們可以判定該樣品的結構與我們想要的是一致 的。
圖2.5-1 Y0.7Ca0.3Ba2Cu3O7-δ（001）薄膜 XRD 圖
2.5-2 電阻-溫度特性量測
我們藉由實驗室電阻-溫度特性量測系統來量測超導薄膜樣品電 阻隨著溫度變化情形，分析薄膜的臨界溫度（Tc）以及圖形的走勢，
初步判定薄膜的品質好壞。本量測系統採用四點量測法，配合 Close Cycle 氦氣壓縮機冷卻系統架構而成。四點量測系統和傳統的兩點量 測系統在精確度上有著明顯的差異，以下我們介紹其差別在哪。
傳統的兩點量測如圖 2.5-2-1（a）所示，樣品由 A、B 兩點接出 之後，A、B 兩點分別接 I+、I-，且之間接伏特計，電流由A 流入會
10 15 20 25 30 35 40 45
(001)-oritened Y
0.7Ca
0.3Ba
2Cu
3O
7-d/STO
Y 0.7Ca 0.3Ba 2Cu 3O 7-δ (005) Y 0.7Ca 0.3Ba 2Cu 3O 7-δ (004)
Y 0.7Ca 0.3Ba 2Cu 3O 7-δ (003)
Intensity (a.u.)
2 θ (degree)
Y 0.7Ca 0.3Ba 2Cu 3O 7-δ (002) substrate STO
出四點A、B、C、D 分別連接 I+、V+、V-、I-，由於伏特計是接在 B、
C 之間，伏特計內有個很大的內電阻，所以電流由 A 流入會完全經由 樣品而不會分流到其他電路再由D 流出，所量測到的電阻為薄膜本 身的電阻R，其公式由（2）所示。
( )
r I R
r R I I
Ra=V = +2 = +2 ……….（1）
I R IR I
Rb=V = = ……….（2）
圖 2.5-2-1（a）兩點量測 （b）四點量測
我們所製備的（001）樣品 Y0.7Ca0.3Ba2Cu3O7-δ薄膜，不同氧含量 其R-T 圖 2.5-2-2～2.5-2-6 所示
50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300
0 50 100 150 200 250 300 0
5 10 15 20 25
Resistance(Ω)
Temperature(K) Y0.7Ca
0.3Ba
2Cu
3O
7-δ T
c:82K
圖 2.5-2-3 (001) Tc=82K Y0.7Ca0.3Ba2Cu3O7-δ R-T 圖
50 100 150 200 250 300
0 10 20 30 40 50
Y0.7Ca0.3Ba2Cu3O7-δ Tc=70K
Resistance (Ω)
Temperature (K)
圖 2.5-2-4 (001) Tc=70K Y0.7Ca0.3Ba2Cu3O7-δ R-T 圖
0 50 100 150 200 250 300 0
10 20 30 40 50 60 70 80
Y0.7Ca0.3Ba2Cu3O7-δ Tc=38K
Resistance (Ω)
Temperature (K)
圖 2.5-2-5 (001) Tc=38K Y0.7Ca0.3Ba2Cu3O7-δ R-T 圖
理
在 研 究 物 理 系 統 之 超 快 動 力 學 ， 時 間 解 析 飛 秒 光 譜 系 統
（Time-resolve femtosecond spectroscopy system）是一個很重要且直接 的工具。在此之前，我們必須知道有關於此系統的基本知識。本章節 中，我們將討論極化飛秒光譜實驗系統的基本原理以及本實驗室所架 設之飛秒光譜系統。